[네트워크] 네트워크 계층과 라우팅 프로토콜

네트워크 계층은 3 계층이다. 길을 찾아가는 라우팅이 주목적이다.

라우팅을 하려면 길 정보가 필요하다!

 

길정보를 모아 오는 것이 라우팅 기법

네트워크 계층과 라우팅

 

네트워크 계층의 기능

전송 측에서 목적지까지 데이터 패킷이 거쳐가는 최적의 경로를 선택하여 배정하는 기능 -> 라우팅(routing)’ 기능

종단 간 패킷 전송을 취급한다는 점에서 데이터링크 계층과 구분

어떤 방식으로 돌아가는가?

 

(분류) 정적 라우팅 기법/동적 라우팅 기법/ 디폴트 라우팅 기법

 

정적 라우팅 - 라우팅 테이블을 정해놓고 거기에 따라서 라우팅이 수행

 

동적 라우팅 - 프로토콜에 의해 서로 정보를 전달하고 동적으로 빠르게 업데이트된 라우팅 테이블로 수행된다.

 

디폴트 라우팅 - 라우팅 테이블에 없는 경우 기본적으로 어디에 보낼지 라우팅 하는 것

 

 

라우터(router)

라우팅 기능을 수행하는 장치로 라우팅 정보를 참조하여 경로를 설정하고, 데이터 패킷을 중계함으로써 서로 다른 네트워크들을 연결

 

라우팅 테이블의 내용

네트워크 주소(목적지 주소) 앞에 어느 정도 주소를 보고 어디에 보내야 할지 안다. 택배 주소도 앞부분 알면 어느정도 안다.

 

메트릭(목적지까지의 소요비용)

 

다음 라우터 혹은 다음 게이트웨이(Next Gateway)

 

인터페이스 등

 

라우팅 테이블은 라우터뿐만 아니라 pc에 기본적으로 존재한다.

네트워크 계층 통신을 하는 모든 장치는 라우팅 테이블을 관리

 

 

PC의 라우팅 테이블 예(netstat–rn 또는 route PRINT)

여기서 gateaway가 라우터에 해당된다.

 

interface - 그곳으로 갈려면 장비의 어느 문으로 나갈지

 

metric - 값

 

netmask - 마스크뜻이 가리는 거다. 의미는 앞 목적지 주소와 and를 해서 dont care를 만드는 것이다. 그러면 그 앤트리를 따라간다.

 

0.0.0.0 은 특별한 의미가 있다. 디폴트 게이트웨이를 알려준다. 거기로 가면 정보가 더 많을 거기 때문에 길을 알려줄 것이다.

라우팅 테이블에 목적지로 따로 명시되지 않은 모든 목적지 주소 = 엔트리가 없다.

 

127.0.0.0 - 특별한 주소이다. 루프백, 다시 돌아온다는 의미다.

127로 시작하는 주소로 갈 때 이 pc 밖으로 나가지 말고 되돌아 와라.

언제 쓰는가? 이 pc 안에 어떤 프로세스와 통신할 때 쓴다.

 

198.168.0.0 - netmask로 어디까지 매치를 할지 알려준다. 그렇니깐 192.168.0까지가 목적지 주소이다.

뒤에 무슨 숫자가 오든 이것을 따라가라는 의미이다.

ex) 198.168.0.1, 198.168.0.100 도 이 엔트리(gateaway, interface)를 따라가라는 의미

 

192.168.0.4 - 자기 자신의 ip주소

192.168.0.4로 가라는 의미 - 라우터까지 가지 말고 LAN에서 살펴봐 라는 의미

 

192.168.0.255 - 앞에 3바이트는 동네 주소, 다음 바이트가 호스트 주소이다. 우리 동네 노드들에게 다 알려줘라는 것이다.

 

라우팅 알고리즘 설계 시 요구 사항

최적성

메트릭이 네트워크의 상태를 잘 나타낼 수 있도록 최적으로 계산되어야 함

 

단순성

제한된 환경(자원, 메모리, CPU 등) 내에서 운영되기 때문에 필요로 하는 최소한의 소프트웨어와 오버헤드를 갖도록 설계해야 함

 

안정성

라우팅 알고리즘은 예측 불가능한 여러 가지 환경(하드웨어의 문제, 네트워크 에러 발생, 과부 하등) 내에서도 정확하고 안정된 동작이 되도록 해야 함

 

유연성

라우팅 알고리즘은 변화에 신속하게 대응해야 하며, 네트워크에서 라우터의 이상과 같은 어떤 변화가 발생하면 필요한 정보를 신속하게 경신하고, 그 정보를 신속히 모든 디바이스에 알려주어야 함

 

라우팅 기법의 분류

정적 라우팅 기법

입력된 라우팅 정보가 재입력을 하기 전까지는 이전의 값이 변하지 않고 고정된 값을 유지하며, 라우팅 정보를 네트워크 관리자 가수동으로 입력

네트워크의 규모가 커져서 연결된 라우터의 숫자가 늘어나면 입력해야 할 정보량도 증가

네트워크 정보의 변경 시, 그 내용을 모든 라우터들에게 알려주어야 함

규모가 작은 네트워크에서 주로 사용

 

동적 라우팅 기법

라우팅 정보를 인접한 다른 라우터들과 자동으로교환하여라우팅테이블을 자동으로 작성

라우터끼리 자동으로 메시지를 통해서 현제 네트워크 상황을 교환하는 것(프로토콜로 교환)

 

디폴트 라우팅 기법

모든 네트워크의 길을 알 수 없다.

디폴트 라우터를 설정하여 라우팅 테이블에 등록되어있지 않는 주소를 갖는 패킷들을 디폴트로 지정된 경로로 전송되도록 하는 기법

A라우터의 디폴트 라우터를 B 라우터로 정해 놓으면, 네트워크에서 주소가 식별되지 않는 모든 패킷은(예, C라우터) B 라우터로 전송됨 [그림 5-2]

 

동네가 다를 때 C동네 네트워크에 보내고 싶을 때 길을 알고 있는 B에다 정보를 넘겨준다.

 

 

 

영역에 따른 라우팅 프로토콜의 분류

자치시스템(AS : Autonomous System) 이란?

동일한 라우팅 프로토콜을 사용하는 네트워크

공통적인 라우팅 정보를 공유하면서 하나의 관리체제에 의해 관리되는 네트워크의 집합

ex) 구역 안에서 돌아가느냐, 구역 밖에도 돌아가느냐

 

 

IGP와 EGP

네트워크의 규모가 커 짐에 따라 전체 네트워크 정보가 급증하 여일 괄 적인 네트워크 관리의 어려움으로 인해, 보다 효율적인 네트워크 관리의 필요성에 의해 개발된 라우팅 프로토콜

 

AS를 통해 효율적인 관리를 위해 경로를 계층화시키고, 네트워크 경로를 두 가지(IGP, EGP)로구분하여경로 설정에 대한 제어를 하는 방법

IGP (Interior Gateway Protocol:역내 게이트웨이 프로토콜)

AS 내부의 라우터들끼리 라우팅 정보를 교환하는 데 사용되는 라우팅 프로토콜

RIP (Routing Information Protocol), IGRP(Interior Gateway Routing Protocol), OSPF 등

 

EGP (Exterior Gateway Protocol:역외 게이트웨이 프로토콜)

AS 상호 간에 라우팅 정보를 교환하는 데 사용되는 프로토콜

EGP가 문제가 있어서 BGP로 교체가 됐다.