네트워크 계층_라우팅 프로토콜, RIP, OSPF, ISIS, BGP, 라우팅 테이블, 게이트웨이, 소스, 분산, 중앙, 계층, 라우터, 충돌, 브로드캐스트

▣ 네트워크 계층_라우팅 프로토콜, RIP, OSPF, ISIS, BGP, 라우팅 테이블, 게이트웨이, 소스, 분산, 중앙, 계층, 라우터, 충돌, 브로드캐스트

구분	RIP	OSPF	ISIS	BGP
표준화	IETF	IETF	ISO	IETF
알고리즘	Distance Vector	Link State	Link State	Link State
최대홉수	16	제한없음	제한없음	제한없음
계층형구조	미지원	지원	지원	지원
망규모	소규모	대규모	대규모	대규모
매트릭(최적 경로를 찾을때 사용하는 기준)	홉 카운트	대역폭(Bandwidth), 전송속도 등을 조합하여 판단		Next_Hop, Weight, Local Preference, AS-path, Origin type, MED

* EIGRP의 매트릭 : 대역폭(Bandwidth), 지연(Delay), 신뢰도(Reliability), 부하(Load), MTU, 홉카운트를 조합하여 판단

 

구분	설명	프로토콜
거리벡터 알고리즘 (Distance-Vector)	- Distance(거리)와 Vector(방향)만을 위주로 만들어진 라우팅 알고리즘 - 라우터는 목적지까지의 거리(Hop count)와 그 목적지까지 가려면 어떤 인접 라우터를 거쳐서 가야 하는 방향만을 저장함 - 각 라우터는 주기적으로 자기가 알고 있는 전체 인터넷에 대한 지식을 이웃한 라우터와 주기적으로 교환하며 이를 통해 라우팅 테이블을 구성 - 라우팅 매트릭은 대역폭, 지연시간, 부하 등을 들 수 있으나 주로 거리 사용	RIP IGRP
링크상태 알고리즘 (Link State)	- 거리벡터 라우팅 프로토콜의 단점을 해소하기 위해 개발(시간지연 해결) - 라우터는 자신이 속한 네트워크 정보를 모든 라우터에게 전파함 - 라우팅 정보가 변경된 것만 전파하므로 트래픽 발생을 줄일 수 있음 - 링크에 대한 정보를 토폴로지 데이터베이스로 만들게 되며 이 데이터베이스를 기반으로 라우터 SPF(Shortest Path First)라는 알고리즘을 계산을 통해 SPF트리를 만들고 트리 정보를 이용하여 라우팅 테이블을 만듬	OSPF IS-IS

 

구분	설명	프로토콜
IGP(Internal Gateway routing Protocol)	자치시스템(AS : Autonomous System)내부의 라우터들 사이 라우팅 정보를 교환하는 데 사용되는 라우팅 프로토콜 같은 도메인 내의 라우터 사이의 경로를 설정하는 프로토콜 동일한 AS(Autonomous System)내부에서 사용되는 intra-AS 라우팅 알고리즘	RIP, RIPv2, IGRP, OSPF, HELLO, IS-IS 등
EGP(External Gateway routing Protocol)	자치시스템과 자치시스템 간에 라우팅 정보를 교환하는데 사용되는 프로토콜 다른 도메인에 위치한 라우터 사이의 경로를 설정하는 프로토콜 AS와 AS간에 사용되는 inter-AS 라우팅 알고리즘	EGP, BGP 등

 

 

■ 라우팅 테이블

항목	설명
Destination	목적지 네트워크
Gateway	목적지로 가기위한 게이트웨이 주소
Genmask	목적지 네트워크의 넷마스크 주소 (목적지IP와 Genmask를 AND 연산한 결과가 목적지 네트워크임)
Flags	해당 경로에 대한 정보를 알려주는 기호/ U - up, H - 목적지 Host, G - 게이트웨이 사용
Metric	목적지 네트워크까지의 거리
Ref	경로를 참조한 횟수
Use	경로를 탐색한 횟수
IFace	네트워크 인터페이스

위의 라우팅테이블을 바탕으로 한 패킷이 전송되는 과정(목적지 주소: 192.168.11.201)

 

 1. 첫번째 행을 읽어들인다. 보낼 대상패킷의 목적지 주소(192.168.11.201)와 첫번째 행의 Genmask값(255.255.255.0)과 AND 연산을 수행. 그 결과가 첫번째 행의 Destination항목값(192.168.1.0)과 다르므로 다음행으로 넘어간다

 

 2. 두번째 행을 읽어들인다. 보낼 대상패킷의 목적지 주소(192.168.11.201)와 두번째 행의 Genmask값(255.255.0.0)과 AND연산을 수행. 그 결과가 첫번째 행의 Destination항목값(168.254.0.0)과 다르므로 다음 세번째 행으로 넘어간다

 

 3. 세번째 행을 읽어들인다. 보낼 대상패킷의 목적지 주소(192.168.11.201)와 세번째 행의 Genmask값(255.0.0.0)과 AND연산을 수행. 그 결과가 첫번째 행의 Destination항목값(127.0.0.1)과 다르므로 다음 네번째 행으로 넘어간다

 

 4. 네번재 행을 읽어들인다. 보낼 대상패킷의 목적지 주소(192.168.11.201)와 네번째 행의Genmask값(0.0.0.0)과 AND연산을 수행. 그 결과가 첫번째 행의 Destination항목값(0.0.0.0)과 같으므로 네번재 행의 Iface항목값인 eth0으로 해당 패킷을 보내게 된다.

 

 

* 게이트웨이

게이트웨이는 서로 다른 네트워크 상의 통신 프로토콜(protocol,통신규약)을 적절히 변환해주는 역할

게이트웨이는 하나 이상의 프로토콜을 사용하여 통신한다는 면에서 라우터, 스위치와는 구별되며 OSI 참조 모델의 7계층 가운데 어느 곳에서도 동작이 가능하므로 전송방식이 다른 통신망도 흡수함으로써 서로 다른 기종끼리도 접속을 가능하게 함

 

▣ 라우팅 기법

소스 라우팅 (Source Routing)	패킷을 처음 발신하는 발신자가 목적지까지 전달 경로(즉, 라우팅 경로)를 스스로 결정하는 방식 발신자가 라우팅 정보를 생성하기 때문에 소스 라우팅이라고 부름 소스 라우팅을 지원하려면 발신자의 라우팅 테이블에 수신 호스트까지의 전송 경로 정보를 관리해야 하며, 이러한 경로 정보는 전송하는 패킷에 기록됨
분산 라우팅 (Distributed Routing)	라우팅 정보가 분산되는 방식 전송되는 패킷의 전송 경로에 위치한 각 라우터는 모두 효율적인 경로 선택에 참여하게 됨 장점은 네트워크에 존재하는 호스트 수가 많아질수록 다른 방식보다 효과적일 수 있음 라우터가 관리하는 경로정보는 네트워크 상황에 따라 적절히 변경하는 동적 특징이 있으므로 네트워크의 실시간성을 잘 반영하지만 경로 정보를 네트워크를 통해 주고 받아야 하므로 추가적인 오버헤드가 발생할 수 있음
중앙 라우팅 (Centralized Routing)	RCC(Routing Control Center)라는 특별한 호스트를 사용해 전송 경로에 관한 모든 정보를 관리하는 방식 패킷 전송을 원하는 송신 호스트는 반드시 RCC로부터 목적지 호스트까지 도착하기 위한 경로 정보를 미리 얻어야 함 이 정보를 이용해 송신 호스트는 소스 라우팅과 동일한 원리로 패킷을 전송할 수 있음
계층 라우팅	분산 라우팅과 중앙 라우팅 기능을 적절히 조합하는 방식으로, 전체 네트워크의 구성을 계층 형태로 관리함 일반적으로 네트워크 규모가 계속 커지는 환경에 효과적임

 

■ 루우팅 루프 방지 기법

Split Horizon	어떤 라우팅에서 받은 라우팅 정보는 이후 그 라우터에 다시 전달하지 않음 라우터A가 네트워크1에 대한 정보를 라우터B에게 전달했음 이후 라우터B는 네트워크1에 대한 정보를 라우터A에게 전달하지 않음
Poisoning	어떤 네트워크가 다운되었다는 것을 주위에 알려줌 RIP에서 도달 가능한 최대 홉수는 16까지 임 16이상 홉수는 도달 불가능을 의미함 A네트워크가 다운되었다면 A네트워크의 거리가 16이라고 주위에 알림
Hold Down Timer	라우터가 특정 네트워크가 다운 되었다는 사실을 전달받은 후에 해당 경로를 라우팅 테이블에서 즉시 제거하지 않고 특정 시간 동안 (180초)기다려 줌 기다리는 이유는 정말 그 네트워크가 다운되었는지 확인하기 위해서임
Triggered Updates	네트워크 위상 변화를 즉시 이웃한 라우터에게 알려줌 RIP의 업데이트 주기는 30초 임.  네트워크 변화를 주위에 전파하는데 시간이 많이 걸리므로, 다음 업데이트 시간을 기다리지 않고 지금 즉시 변화를 주위에 알리는 것임

 

 

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2017년 98번

정답 : 1번

RIP(Routing Information Protocol) 거리벡터에 근거한 간단하고 견고한 알고리즘을 사용하므로 중소규모 네트워크에 더 효율적

 

■ 스플릿 호라이즌

라우팅 정보를 수신한 인터페이스로 동일한 라우팅 정보를 전송하지 않는것

라우팅 루프방지를 위함

모든 Distance vector 라우팅 프로토콜에 적용

 

- 라우팅 메트릭 으로 Hop Count (홉 수) 만 사용

  경로비용을 단지 홉 수로만 판단

  속도나 거리 지연 등을 고려하지 않아 최적의 경로 산정에 비효율적

- 최대 홉 수의 제한 - 최대 15 홉 수(16은 무한대)로 제한

  홉(hop)수는 라우터를 통과할 때 마다 1 씩 증가하게 됨

- UDP 세그먼트에 캡슐화되어 사용

  RIP 메세지 송수신용 UDP 포트

  RIPv1,RIPv2 : UDP 포트번호 520

  RIPng : UDP 포트번호 521

- Classful Routing 수행
  Subnetwork 정보가 아닌 Class 형태의 라우팅 정보 만을 전달함으로써 라우팅 정보 전달량이 많음
  단, RIPv2 는 라우팅 업데이트 정보에 서브넷 마스크 정보를 포함하여 VLSM 지원

- 주기적인 라우팅 업데이트
  매 30초 마다 RIP 응답메세지(RIP 패킷)를 브로드캐스팅
  이때의 목적지 IP 주소를 255.255.255.255로하여 브로드캐스트 주소를 사용
- 상대에게서 수신된 네트워크 정보를 제외한 모든 네트워크 정보를 상대에게 알려줌
  수신 라우터는 자신의 라우팅 테이블을 재작성하도록 함 
  단, 네트워크 경로 항목에서 더 짧은 홉 수를 수신 받았을 때 만 해당 라우팅 경로 항목을 교체함

■ RIP 타이머 (라우팅 경로 업데이트 방식)
- Update 타이머   : 30초
  라우팅 테이블 전체를 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 방식으로 송출
- Timeout 타이머  : 180초 
  라우팅 테이블에 있는 매 경로 마다 만료(Timeout) 타이머를 둠
  업데이트 정보(RIP 응답메세지)에  해당 경로가 있으면 만료 타이머를 초기화하고,
  만료 타이머 종료시까지 해당 경로가 없으면 도착 불가능(16,무한)으로 표시
- Garbage Collection 타이머 : 120초  (Garbage Collection Timer)
  도착불가능 16(무한)으로 표시하고 주변에 알리며, 즉각 삭제 유예하는 시간
- Flush 타이머 : 240초 
  업데이트 없는 경로에 대해서는 라우팅 테이블에서 해당 경로를 제거
- Triggered Update (트리거 갱신)
  토폴로지 변화시 업데이트 타이머 종료전이라도 즉각 라우팅 업데이트 정보 송출

■ RIP 문제점
- Slow Convergence (늦은 수렴성)
  라우터들끼리 주기적으로(30초 간격) 경로 업데이트를 하며 경로 재계산함에 따라
    . 몇 개 라우터 만 지나도 수분 이상 걸림
- 라우팅 트래픽 부하
  전체 경로를 담은 라우팅 테이블을 주기적으로 보로드캐스트함에 따라     
    . network에 이에따른 traffic 부하를 줌
- 라우팅 루프
   전 라우터들 사이에 동기화를 시켜주지 않으면 패킷의 경로가 부적절하게될 수 있음
   매 30초 마다 업데이트되는 까닭에 다운(Down) 등의 나쁜 소식이 늦게 전달되어
     잘못된 경로로 무한 루프(Infinite Loop)를 도는 사태 발생
- Count-to-Infinity Problem  
  느린 수렴 시간 때문에, 나쁜 경로를 다른 라우터에게 전하면 그 라우터는 더 느리게
  더 나쁜 정보로써 다른 라우터에게 전하게되면서 결국 무한(16) 홉 수로 가는 현상

 

■ RIP 문제점에 대한 해결책
  최대 홉 수의 제한
  Poison/Poison Reverse 등

Split Horizon	어떤 라우팅에서 받은 라우팅 정보는 이후 그 라우터에 다시 전달하지 않음 라우터A가 네트워크1에 대한 정보를 라우터B에게 전달했음 이후 라우터B는 네트워크1에 대한 정보를 라우터A에게 전달하지 않음
Poisoning	어떤 네트워크가 다운되었다는 것을 주위에 알려줌 RIP에서 도달 가능한 최대 홉수는 16까지 임 16이상 홉수는 도달 불가능을 의미함 A네트워크가 다운되었다면 A네트워크의 거리가 16이라고 주위에 알림
Hold Down Timer	라우터가 특정 네트워크가 다운 되었다는 사실을 전달받은 후에 해당 경로를 라우팅 테이블에서 즉시 제거하지 않고 특정 시간 동안 (180초)기다려 줌 기다리는 이유는 정말 그 네트워크가 다운되었는지 확인하기 위해서임
Triggered Updates	네트워크 위상 변화를 즉시 이웃한 라우터에게 알려줌 RIP의 업데이트 주기는 30초 임.  네트워크 변화를 주위에 전파하는데 시간이 많이 걸리므로, 다음 업데이트 시간을 기다리지 않고 지금 즉시 변화를 주위에 알리는 것임

 

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2018년 99번

정답 : 3번

라우팅 테이블 포함 항목 : 목적지 IP 주소, 목적지로 가기위한 후속 라우터의 IP 주소, 발신지 IP 주소

발신지 IP 주소는 중요하지 않음

 

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2020년 80번

정답 : 1번

홉수 기반 거리벡터 라우팅 알고리즘

소규모 네트워크 적합

벨먼-포드 알고리즘을 사용하였고 최근에는 가변길이 서브넷도 지원

 

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2020년 91번

정답 : 1번

패킷을 전송하는 호스트가 목적지 호스트까지 전달경로를 스스로 결정하는 방식

송신 호스트의 라우팅 테이블에서 패킷을 수신 호스트까지 전달하기 위한 정보경로를 관리하여야 하며, 경로 정보를 패킷에 기록해야 함

 

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2021년 89번

정답 : 2번

Split Horizon	어떤 라우팅에서 받은 라우팅 정보는 이후 그 라우터에 다시 전달하지 않음 라우터A가 네트워크1에 대한 정보를 라우터B에게 전달했음 이후 라우터B는 네트워크1에 대한 정보를 라우터A에게 전달하지 않음
Poisoning	어떤 네트워크가 다운되었다는 것을 주위에 알려줌 RIP에서 도달 가능한 최대 홉수는 16까지 임 16이상 홉수는 도달 불가능을 의미함 A네트워크가 다운되었다면 A네트워크의 거리가 16이라고 주위에 알림
Hold Down Timer	라우터가 특정 네트워크가 다운 되었다는 사실을 전달받은 후에 해당 경로를 라우팅 테이블에서 즉시 제거하지 않고 특정 시간 동안 (180초)기다려 줌 기다리는 이유는 정말 그 네트워크가 다운되었는지 확인하기 위해서임
Triggered Updates	네트워크 위상 변화를 즉시 이웃한 라우터에게 알려줌 RIP의 업데이트 주기는 30초 임.  네트워크 변화를 주위에 전파하는데 시간이 많이 걸리므로, 다음 업데이트 시간을 기다리지 않고 지금 즉시 변화를 주위에 알리는 것임

 

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2012년 86번

정답 : 3번

단편화가 발생되는 지점은 라우터 B이며 재결합 되는 지점은 호스트D임

(데이터그램이 재결합 되는 지점은 항상 최종 수신자임)

 

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2014년 84번

정답 : 2번, 4번

호스트 개수가 많거나 네트워크 규모가 커질수록 효과적인 라우팅 방식으로는 분산 라우팅, 계층 라우팅임

소스 라우팅 (Source Routing)	패킷을 처음 발신하는 발신자가 목적지까지 전달 경로(즉, 라우팅 경로)를 스스로 결정하는 방식 발신자가 라우팅 정보를 생성하기 때문에 소스 라우팅이라고 부름 소스 라우팅을 지원하려면 발신자의 라우팅 테이블에 수신 호스트까지의 전송 경로 정보를 관리해야 하며, 이러한 경로 정보는 전송하는 패킷에 기록됨
분산 라우팅 (Distributed Routing)	라우팅 정보가 분산되는 방식 전송되는 패킷의 전송 경로에 위치한 각 라우터는 모두 효율적인 경로 선택에 참여하게 됨 네트워크에 존재하는 호스트 수가 많아질수록 다른 방식보다 효과적일 수 있음 라우터가 관리하는 경로정보는 네트워크 상황에 따라 적절히 변경하는 동적 특징이 있으므로 네트워크의 실시간성을 잘 반영하지만 경로 정보를 네트워크를 통해 주고 받아야 하므로 추가적인 오버헤드가 발생할 수 있음
중앙 라우팅 (Centralized Routing)	RCC(Routing Control Center)라는 특별한 호스트를 사용해 전송 경로에 관한 모든 정보를 관리하는 방식 패킷 전송을 원하는 송신 호스트는 반드시 RCC로부터 목적지 호스트까지 도착하기 위한 경로 정보를 미리 얻어야 함 이 정보를 이용해 송신 호스트는 소스 라우팅과 동일한 원리로 패킷을 전송할 수 있음
계층 라우팅	분산 라우팅과 중앙 라우팅 기능을 적절히 조합하는 방식으로, 전체 네트워크의 구성을 계층 형태로 관리함 일반적으로 네트워크 규모가 계속 커지는 환경에 효과적임

 

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2015년 88번

정답 : 4번

AS와 AS간에 사용되는 inter-AS 라우팅 알고리즘은 4)번 BGP(Border Gateway Protocol)임

구분	설명	프로토콜
IGP(Internal Gateway routing Protocol)	자치시스템(AS : Autonomous System)내부의 라우터들 사이 라우팅 정보를 교환하는 데 사용되는 라우팅 프로토콜 같은 도메인 내의 라우터 사이의 경로를 설정하는 프로토콜 동일한 AS(Autonomous System)내부에서 사용되는 intra-AS 라우팅 알고리즘	RIP, RIPv2, IGRP, OSPF, HELLO, IS-IS 등
EGP(External Gateway routing Protocol)	자치시스템과 자치시스템 간에 라우팅 정보를 교환하는데 사용되는 프로토콜 다른 도메인에 위치한 라우터 사이의 경로를 설정하는 프로토콜 AS와 AS간에 사용되는 inter-AS 라우팅 알고리즘	EGP, BGP 등

 

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2016년 89번

정답 : 4번

구분	RIP	OSPF	ISIS	BGP
표준화	IETF	IETF	ISO	IETF
알고리즘	Distance Vector	Link State	Link State	Link State
최대홉수	16	제한없음	제한없음	제한없음
계층형구조	미지원	지원	지원	지원
망규모	소규모	대규모	대규모	대규모
매트릭(최적 경로를 찾을때 사용하는 기준)	홉 카운트	대역폭(Bandwidth), 전송속도 등을 조합하여 판단		Next_Hop, Weight, Local Preference, AS-path, Origin type, MED

* EIGRP의 매트릭 : 대역폭(Bandwidth), 지연(Delay), 신뢰도(Reliability), 부하(Load), MTU, 홉카운트를 조합하여 판단

 

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2016년 98번

정답 : 3번

2계층에서는 오류제어, 흐름제어, 접근제어가 가능하기 때문에 충돌을 막을 수 있음. 2계층 대표적인 장비는 스위치(Switch)임. 스위치와 스위치 사이 공간 혹은 스위치와 엔드시스템 사이 공간이 충돌 도메인(Collision Domain)임

라우터도 스위치의 기능을 함. 상위장비는 하위 장비 기능을 포함함

 

2계층의 ARP는 상대의 IP주소를 얻기 위해 ARP패킷을 브로드캐스트 함. 2계층하에서는 브로드캐스트 패킷들이 범람하게 되고 모든 노드에 전송이 되므로 네트워크 성능에 심각한 악영향을 미침

브로드캐스트 패킷을 막는 것은 2계층 위의 장비, 3계층 장비인 라우터에서 할 수 있음

브로드캐스트 도메인은 라우터가 나누게 됨