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라우팅 프로토콜

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목차

1. 개요

라우팅 프로토콜은 IP 네트워크에서 라우팅 정보를 교환하고 최적의 데이터 전송 경로를 결정하기 위한 통신 프로토콜이다. 내부 게이트웨이 프로토콜(IGP)은 단일 라우팅 도메인 내에서 사용되며, OSPF, RIP, IS-IS, EIGRP 등이 있다. 외부 게이트웨이 프로토콜(EGP)은 자율 시스템 간의 라우팅에 사용되며, BGP가 대표적이다. 라우팅 프로토콜은 OSI 모델의 네트워크 계층에서 동작하며, 라우티드 프로토콜, 즉 IP와 같은 애플리케이션 트래픽을 전달하는 프로토콜과 구분된다. 또한, 애드혹 네트워크에서는 OLSR, AODV, DSR 등의 라우팅 프로토콜이 사용된다.

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라우팅 프로토콜
개요
종류네트워크 프로토콜
기능네트워크 장비에 라우팅 정보를 배포
상세 정보
목적네트워크 경로를 결정하고 관리
사용처인터넷
사설 네트워크
종류RIP
OSPF
BGP
EIGRP
역할최적의 경로를 찾아 데이터 전송
주요 기능경로 결정
경로 학습
경로 유지보수
장점네트워크 효율성 향상
장애 발생 시 우회 경로 제공
단점프로토콜 복잡성
네트워크 자원 소모
활용 예시
무선 메시 네트워크멀티캐스트 라우팅 프로토콜
LTE-Advanced 릴레이 노드머신-투-머신 센서 데이터 멀티플렉싱

2. 라우팅 프로토콜의 유형

라우팅 프로토콜은 OSI 참조 모델의 네트워크 계층(3계층)에서 동작하며, 라우터 간에 네트워크 구성 정보를 주고받는 역할을 한다.[7][8][9][10] 라우팅 프로토콜은 라우터가 경로를 결정하는 데 사용되는 반면, 라우팅 대상 프로토콜은 실제 데이터 전송을 담당한다.[11]

라우팅 프로토콜은 크게 세 가지 유형으로 분류할 수 있다.


  • Link-state routing protocol영어 (링크 상태형 라우팅): 링크 상태형 (LSA) 라우팅을 수행한다. OSPF, IS-IS가 해당된다.
  • Distance-vector routing protocol영어 (거리 벡터 라우팅): 거리 벡터형 (DVA) 라우팅을 수행한다. RIP, IGRP가 해당된다.
  • Path vector protocol영어 (경로 벡터 라우팅): BGP가 해당된다.


개별 라우팅 프로토콜은 루프 형태의 경로를 방지하는지, 방지하지 않는 경우 루프를 깨는 방법, 경로 결정 기준 등에 따라 특징이 달라진다.

라우팅 프로토콜은 라우팅 대상 프로토콜 위에서 사용될 수 있다. 예를 들어 BGP는 TCP 위에서 동작한다. OSI 라우팅 프레임워크에 따르면, 라우팅 프로토콜은 네트워크 계층의 관리 프로토콜이며, 전송 메커니즘은 관계가 없다.

  • IS-IS는 데이터 링크 계층 위에서 동작한다.
  • OSPF, IGRP, EIGRP는 IP 위에서 동작한다. OSPF와 EIGRP는 고유한 신뢰성 있는 전송 메커니즘을 가지며, IGRP는 전송 메커니즘을 신뢰하지 않는다.
  • RIP는 UDP 위에서 동작한다.
  • BGP는 TCP 위에서 동작한다.

2. 1. 내부 게이트웨이 프로토콜 (IGP)

내부 게이트웨이 프로토콜(IGP)은 하나의 라우팅 도메인 안에서 라우팅 정보를 교환하는 데 사용되는 프로토콜이다.

IGP에는 다음과 같은 예가 있다.

  • OSPF
  • RIP
  • IS-IS
  • EIGRP - 시스코의 사유 프로토콜


IP 네트워크에서 광범위하게 사용되는 라우팅 프로토콜은 크게 세 가지로 분류할 수 있다.

시스코는 EIGRP를 지원함으로써 더 이상 IGRP를 지원하지 않는다. EIGRP는 IGRP 구성 명령을 받아들이지만 IGRP와 EIGRP의 내부 구조는 다르다.[13]

2. 1. 1. 링크 상태 라우팅 프로토콜

내부 게이트웨이 프로토콜 유형 1에 속하는 링크 상태 라우팅 프로토콜에는 OSPF와 IS-IS가 있다.[7][8][9][10] 링크 상태형 라우팅을 수행한다. 각 라우터는 자신에게 인접한 노드에 대한 지식을 가지고 있으며, 라우팅 프로토콜은 이 정보를 공유하여 각 라우터가 더 광범위한 네트워크 구성에 대한 지식을 가질 수 있도록 한다.

2. 1. 2. 거리 벡터 라우팅 프로토콜

내부 게이트웨이 프로토콜 유형 2, 거리 벡터 라우팅 프로토콜은 RIP, RIPv2, IGRP와 같은 프로토콜을 포함한다.[7][8][9][10] 거리 벡터 라우팅 프로토콜은 Distance-vector routing protocol영어로 표기하며, 距離ベクトル型ルーティングプロトコル일본어로도 번역된다. 거리 벡터형 (DVA)의 라우팅을 수행하며, RIP, IGRP가 이에 해당한다.

2. 2. 외부 게이트웨이 프로토콜 (EGP)

외부 게이트웨이 프로토콜(EGP)은 인터넷에서 자율 시스템 간의 라우팅 정보를 교환하는 데 사용되는 라우팅 프로토콜이다.[7][8][9][10] 경계 게이트웨이 프로토콜(BGP)은 경로 벡터 라우팅 프로토콜의 한 예시이다. 외부 게이트웨이 프로토콜은 구식 라우팅 프로토콜인 외부 게이트웨이 프로토콜(EGP)과 혼동해서는 안 된다.

자율 시스템 간에 라우팅 정보를 교환하는 프로토콜에는 다음과 같은 예시가 있다.

  • EGP (Exterior Gateway Protocol) - 과거 인터넷 백본에 접속하는 데 사용되었으나 현재는 사용되지 않는다.
  • BGP (Border Gateway Protocol) - 최신 버전인 BGP-4는 1995년경에 제정되었다.

3. OSI 계층과의 관계

OSI 라우팅 프레임워크에 따르면 라우팅 프로토콜은 전송 메커니즘에 관계없이 네트워크 계층을 위한 계층 관리 프로토콜이다.[7]


  • IS-IS는 데이터 링크 계층(2계층)에서 실행된다.
  • OSPF는 IP에 캡슐화되어 있으나 IPv4 서브넷에서만 동작한다. IPv6 버전은 링크 로컬 어드레싱을 이용하는 링크 위에서 동작한다.
  • IGRP 및 EIGRP
  • RIP는 UDP 상에서 동작한다.
  • BGP는 TCP 상에서 동작한다.


라우팅 프로토콜은 OSI 참조 모델의 세 번째 계층 (네트워크 계층)에 있는 통신 프로토콜을 가리키며, 라우터 간의 네트워크 구성 정보를 주고받는 역할을 한다. 라우팅 프로토콜이 전송 계층(OSI 참조 모델의 제4 계층) 위에 있다고 해도, 한 단계 위의 계층에 위치하는 것은 아니다. 라우팅 프로토콜은 개방형 시스템 상호 연결의 라우팅 프레임워크에 따르면, 네트워크 계층의 관리 프로토콜이며, 그 전송 기구는 관계가 없다.[7]

4. 라우팅 소프트웨어

버드 인터넷 라우팅 데몬, 쿼가, GNU 제브라, 오픈BGPD, 오픈OSPFD, XORP 등은 라우팅 프로토콜의 오픈 소스 소프트웨어 구현체이다.[1]

5. 라우티드 프로토콜

일부 네트워크 자격증 과정에서는 라우팅 프로토콜과 ''라우티드'' 프로토콜을 구분한다. '''라우티드 프로토콜'''은 애플리케이션 트래픽을 전달하는 데 사용된다. 라우티드 프로토콜은 패킷이 한 네트워크에서 다른 네트워크로 전달될 수 있도록 인터넷 계층 또는 네트워크 계층에서 적절한 주소 정보를 제공한다. 라우티드 프로토콜의 예로는 인터넷 프로토콜(IP)과 인터네트워크 패킷 교환(IPX)이 있다.[11]

라우팅 프로토콜과 라우팅 대상(routed) 프로토콜은 혼동하기 쉽지만, 서로 다르다. 라우팅 프로토콜은 라우터가 경로 결정을 위해 사용하는 반면, 라우팅 대상 프로토콜은 L3(네트워크 계층) 장치 간의 실제 데이터 전송을 담당한다.[11]

라우팅 대상 프로토콜은 통신 프로토콜 중 패킷을 호스트에서 호스트로 주소 형식에 따라 전송할 때 네트워크 계층 주소에 대한 충분한 정보를 제공하는 것으로, 그 자체로는 발신지에서 송신지까지의 경로 전체를 파악하지 못한다. 라우팅 대상 프로토콜은 패킷 형식과 각 필드의 용도를 정의한다. 패킷은 일반적으로 네트워크의 엔드 시스템에서 엔드 시스템으로 전송된다.[11]

거의 모든 네트워크 계층 프로토콜과 그 상위 계층은 라우팅이 가능하며, 예를 들어 인터넷 프로토콜이 있다. 이더넷과 같은 데이터 링크 계층 프로토콜은 라우팅에 필요한 정보를 갖지 않으므로, 필연적으로 라우팅이 불가능한 프로토콜이다. 네트워크 계층 주소를 갖지 않고 데이터 링크 계층에 직접 실린 프로토콜로 NetBIOS가 있는데, 이것 또한 라우팅이 불가능하다.[11]

경우에 따라, 라우팅 대상 프로토콜 위에서 라우팅 프로토콜을 사용할 수도 있다. 예를 들어 보더 게이트웨이 프로토콜는 전송 제어 프로토콜 위에서 동작한다. 이러한 시스템의 구현에 있어서는, 라우팅 프로토콜과 라우팅 대상 프로토콜의 상호 의존성이 생기지 않도록 주의해야 한다. 라우팅 프로토콜이 전송 계층(OSI 참조 모델의 제4 계층) 위에 있다고 해도, 한 단계 위의 계층에 위치하는 것은 아니다. 라우팅 프로토콜은 개방형 시스템 상호 연결의 라우팅 프레임워크에 따르면, 네트워크 계층의 관리 프로토콜이며, 그 전송 기구는 관계가 없다.[11]

6. 애드혹 네트워크 라우팅 프로토콜

애드혹 네트워크(애드혹 모드)의 라우팅 프로토콜은 네트워크 자체에 거의 기반이 존재하지 않는다. 무선 접속이나 휴대 전화의 무선 네트워크 부분이 이에 해당한다.


  • OLSR - 능동적 링크 상태형.[12]
  • AODV - 온디맨드 거리 벡터형.[12]
  • DSR - 온디맨드 거리 벡터형.[12]
  • B.A.T.M.A.N.[12]

참조

[1] 논문 Machine-to-machine sensor data multiplexing using LTE-advanced relay node for logistics 2016
[2] 논문 Proactive, reactive and hybrid multicast routing protocols for Wireless Mesh Networks 2013
[3] RFC INTERNET PROTOCOL http://ftp.rfc-edito[...] 1981-09
[4] RFC BROADCASTING INTERNET DATAGRAMS IN THE PRESENCE OF SUBNETS http://ftp.rfc-edito[...] 1984-10
[5] RFC Towards Requirements for IP Routers http://ftp.rfc-edito[...] 1994-11
[6] RFC Requirements for IP Version 4 Routers http://ftp.rfc-edito[...] 1995-06
[7] RFC INTERNET PROTOCOL 1981-09
[8] RFC BROADCASTING INTERNET DATAGRAMS IN THE PRESENCE OF SUBNETS 1984-10
[9] RFC Towards Requirements for IP Routers 1994-11
[10] RFC Requirements for IP Version 4 Routers 1995-06
[11] 웹사이트 Routing and Routed Protocols http://www.networkdi[...]
[12] 서적 Foundations of modern networking : SDN, NFV, QoE, IoT, and Cloud https://www.worldcat[...] 2016
[13] RFC Guidelines for creation, selection, and registration of an Autonomous System (AS) https://datatracker.[...] 1996-03
[14] RFC INTERNET PROTOCOL ftp://ftp.rfc-editor[...] 1981-09
[15] RFC BROADCASTING INTERNET DATAGRAMS IN THE PRESENCE OF SUBNETS ftp://ftp.rfc-editor[...] 1984-10
[16] RFC Towards Requirements for IP Routers ftp://ftp.rfc-editor[...] 1994-11
[17] RFC Requirements for IP Version 4 Routers ftp://ftp.rfc-editor[...] 1995-06


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