[네트워크] 라우터(Router) - 라우팅 프로토콜 (라우팅 설정 방법)

 

앞에서 라우팅/스위칭에 대해 공부할 때, 라우팅 방법에 대해 다뤘었다.

참고 : 라우팅 - 경로 정보 얻기

[Network/네트워크] 라우터(Router) - 경로 지정 : 라우팅/스위칭

다이렉트 커넥티드 / 스태틱 라우팅 / 다이나믹 라우팅이 있다고 했었는데, 이 방법에 대해 더 자세히 알아보자.

다이렉트 커넥티드

참고 : 다이렉트 커넥티드(Direct Connected)

앞에서 라우터나 PC에 IP 주소, 서브넷 마스크를 입력하면 라우팅 테이블이 자동으로 생성된다고 했다.

• 내부 목적지 일 때 다이렉트 커넥티드
  • 라우팅 테이블을 확인했을 때 목적지가 다이렉트 커넥티드라면,
  • 라우터는 L2통신으로 목적지에 도달한다(ARP 요청을 직접 보냄)
• 외부 목적지 일 때 다이렉트 커넥티드
  • 이 때는 다이렉트 커넥티드 라우팅 테이블 정보면 있다면 통신이 불가능하다.
  • 스태틱 라우팅 / 다이나믹 라우팅에서 얻은 원격지 네트워크에 대한 라우팅 정보 필요
  • 외부로 나가는 첫번째 길목이 다이렉트 커넥티드  →  정보가 있더라도 다이렉트 커넥티드 정보를 잘못 입력하면 통신 불가능
    • IP 주소 잘못 설정
    • 서브넷 마스크를 정상 범위보다 크거나 작게 설정

스태틱 라우팅

스태틱 라우팅은 원격지 네트워크와 통신하기 위해 라우터에 직접 정보를 입력하는 것이라고 했다.

참고 : 스태틱 라우팅(Static Routing)

앞에서 설명했듯이 3계층 장비인 라우터는 적절한 경로 정보가 없으면 패킷을 버립니다. 회사 내에 있는 제한된 경로 정보를 스태틱 라우팅으로 처리하는 것은 문제가 없지만 네트워크 규모가 매우 커지거나 인터넷 연결을 해야 할 때는 라우팅을 처리하는 데 어려움이 있습니다. 인터넷에서는 현재 라우팅 정보가 840,000개 이상 있습니다.
이렇게 많은 라우팅 정보를 처리하기 위해서는 일반적인 라우터, 스위치가 아니라 대용량의 인터넷 라우팅 전용 라우터가 필요합니다. 인터넷 정보를 모두 가질 수 있는 전용 라우터는 KT, SK Broadband, LGU+ 같은 인터넷 사업자가 운영합니다. 인터넷 사업자가 모든 인터넷 정보를 보유한 대형 라우터를 운영하고 있어 우리가 인터넷을 사용하는 데 아무 문제가 없는 것입니다.

디폴트 라우팅

일반적인 회사에서 운영하는 라우터는 대형 인터넷 사업자와 달리 모든 라우팅 정보를 가질 만큼 크지 않다.

이런 경우 스태틱 라우팅을 확장한 디폴트 라우팅을 사용하면 문제를 쉽게 해결할 수 있다.

만약 모든 패킷을 인터넷 사업자에게 보내기 위해 A 클래스 단위로 스태틱 라우팅을 만든다면,

ip route 0.0.0.0 255.0.0.0 1.1.1.1
ip route 1.0.0.0 255.0.0.0 1.1.1.1
ip route 2.0.0.0 255.0.0.0 1.1.1.1
ip route 3.0.0.0 255.0.0.0 1.1.1.1
...
ip route 255.0.0.0 255.0.0.0 1.1.1.1

와 같이 목적지 주소의 첫 옥텟이 0~255인 것 까지 모두 1.1.1.1로 보내는 200개 이상의 스태틱 라우팅 명렁어가 필요하다.

이 때 첫 옥텟 단위의 명령어를 1비트 단위로 쪼개면 

ip route 0.0.0.0 128.0.0.0 1.1.1.1
ip route 128.0.0.0 128.0.0.0 1.1.1.1

이 되고, 서브넷 마스크 1을 모두 없애면

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 1.1.1.1

처럼 표현할 수 있다.

이처럼 목적지 주소의 서브넷 마스크가 모두 0인 스태틱 라우팅을 디폴트 라우팅이라고 한다.

다이나믹 라우팅

참고 : 다이나믹 라우팅 (Dynamic Routing)

경로 정보나 링크 상태 정보를 교환해 전체 네트워크 정보를 학습하고, 라우터끼리 경로 정보 교환하는 것이 다이나믹 라우팅이라고 했다.

네트워크가 몇 개 없는 간단한 구조에서는 스태틱 라우팅으로 망을 유지하는 것이 가능하지만, 
일반적으로는 SPoF(Single Point of Failure : 단일 장애점)를 없애기 위 해 두 개 이상의 경로를 유지한다. 

이럴 때는 대체 경로에 대한 고민이 필요하고, 그에 따라 다이나믹 라우팅이 필요하다.

라우팅 프로토콜

역할에 따른 분류 (내부/외부)

일반적으로 라우팅 프로토콜은 유니캐스트 라우팅 프로토콜을 말합니다. 유니캐스트 라우팅 프로토콜을 분류하는 방법은 여러 가지인테 주로 사용하는 역할과 동작 원리에 따라 구분합니다. 인터넷에는 AS(Autonomous System)라는 자울 시스템이 촌재합니다. SKT, KT, LGU+ 같은 인터넷 사업자가 한 개 이상의 AS를 운영합니다
하나의 AS는 하나의 조직이므로 AS 내부에서는 자체적으로 규칙을 세워 운영할 수 있지만 다른 AS와 연결하기 위해서는 내부와 다른 방법으로 정보를 전달해야 합니다. AS 내부의 연결은 효율성이 중요하지만 다른 AS와의 연결에서는 효율성보다 조직 간 정책이 더 중요합니다.

• IGP (Interior Gateway Protocol) : AS 내에서 사용하는 라우팅 프로토콜 → 내부 라우팅 프로토콜
• EGP (Exterior Gateway Protocol) : AS 간 통신에 사용하는 라우팅 프로토콜 → 외부 라우팅 프로토콜

동작 원리에 따른 분류 (거리 벡터 / 링크 상태)

IGP(내부 라우팅 프로토콜)은 또 동작 원리에 따라 두 가지로 나눌 수 있다.

거리 벡터 (Distance Vector)

• 인접한 라우터에서 경로 정보를 습득하는 라우팅 프로토콜
• 인접하지 않은 경우엔 인접 라우터를 통해 한 단계 건너 받음
• RIP, BGP
• 장점
  • 인접 라우터가 이미 계산한 라우팅 테이블을 전달받으므로 정보 처리에 많은 리소스가 필요 없다.
• 단점
  • 멀리 떨어진 라우터의 정보를 얻으려면 많이 거쳐야 해서 모든 라우터 정보 동기화에 시간이 소요된다.

링크 상태 (Link State)

• 라우터들에 연결된 링크 상태를 교환하는 라우팅 프로토콜
• 이미 연산한 결과가 아닌 직접적인 상태 정보를 받아볼 수 있다.
• OSPF, EIGRP, IS-IS

라우팅 테이블 생성 과정

1. 링크 상태 정보 수집
2. 토폴로지 데이터베이스 생성(링크 상태 기록)
3. SPF(Shortest Path First) 알고리즘으로 경로 계산
4. 최단 경로 트리 생성
5. 최적 경로 선정 후 라우팅 테이블에 추가

• 장점
  • 전체 네트워크의 상태 정보를 받아 각자 처리해 전체 맵과 경로 변화 파악에 유리
• 단점
  • 작업이 부하로 작용할 수 있어 규모가 커지면 CPU,메모리 등 자원 소모가 큼

 

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참고

⌜IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문⌟ 길벗, 2023
[5장] 라우터/L3 스위치: 3계층 장비 | 5.3 라우팅 설정 방법 (p.177~189)

* 책을 참고해 필요한 내용을 정리한 것이므로, 책의 내용과 다를 수 있습니다.