라우팅 프로토콜

HANNAM UNIVERSITYHttp://netwk.hannam.ac.kr 1

13.1 내부와 외부 라우팅

13.2 RIP

13.3 OSPF

13.4 BGP

13.5 멀티캐스트 라우팅

13.6 요약

제 제 13 13 장 라우팅 프로토콜장 라우팅 프로토콜


라우팅 프로토콜라우팅 프로토콜

인터넷 : 라우터에 의해 연결된 네트워크의 조합

라우터 : 네트워크로부터 패킷 수신 다른 네트워크로 전달 ( 최적 경로 )

메트릭 (metric) : 네트워크를 거쳐 지나갈 때 할당되는 비용

라우터는 가장 적은 메트릭을 갖는 경로 선택


라우팅 프로토콜라우팅 프로토콜

각 네트워크에 할당된 메트릭은 프로토콜의 종류에 따라 서로 다름RIP(Routing Information Protocol) : 각 네트워크를

동일하게 취급 ( 홉 갯수 )

OSPF(Open Shortest Path First) : 요청된 서비스에 따라 비용을 관리자가 할당 가능

BGP(Border Gateway Protocol) : 관리자가 정하는 정책에 따라 경로 결정


13.1 13.1 내부와 외부 라우팅내부와 외부 라우팅

자율시스템 (AS:Autonomous System)

단일 관리 기관내의 라우터와 네트워크 그룹

내부 라우팅 : 자율 시스템 내에서 라우팅

외부 라우팅 : 자율 시스템간의 라우팅


13.1 13.1 내부와 외부 라우팅내부와 외부 라우팅 (( 계속계속 ))

많이 사용되고 있는 라우팅 프로토콜


13.1 13.1 내부와 외부 라우팅내부와 외부 라우팅 (( 계속계속 ))

자율 시스템


13.2 13.2 RIPRIP

자율 시스템 내에서 사용하는 내부 라우팅 프로토콜

거리 벡터 라우팅 (Distance Vector Routing) 에 기반

하는 프로토콜

라우팅 테이블을 만드는데 Bellman-Ford 알고리즘

사용


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

거리벡터 라우팅전체 자율 시스템에 대한 정보의 공유

이웃하는 라우터와 공유

주기적인 공유 : 30 초 간격


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

라우팅 테이블

Destination Hop Count Next Hop------------- ------------- ------------163.5.0.0 7 172.6.23.4197.5.13.0 5 176.3.6.17189.45.0.0 4 200.5.1.6115.0.0.0 6 131.4.7.19


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

RIP 갱신 알고리즘1. Add one hop to the hop count for each advertised destination.

2. Repeat the following steps for each advertised destination:

1. If(destination not in the routing information to the table.

1. Add the advertised information to the table.

2. Else

1. If(next-hop field is the same)

1. Replace entry in the table with the advertised one.

2. Else

1. If(advertised hop count smaller than one tin the table)

2. Else

1. Do nothing.

3. Return.


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

라우팅 테이블 갱신 예


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

라우팅 테이블 초기화


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

라우팅 테이블 갱신


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

RIP 메시지 형식


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

RIP 메시지 형식명령 (command) : 메시지 종류 ( 요청 – 1, 응답 – 2)

버전 (version) : 버전 1

계열 (family) : 사용된 프로토콜 계열 (TCP/IP : 2)

주소 (address) : 목적지 네트워크 주소 (14 바이트 )

거리 (distance) : 목적지 네트워크까지 홉 계수


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

요청 메시지새로운 요청이 생기거나 시간이 만료된 라우터에

의해 전송


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

응답 메시지요청에 대한 응답과 30 초 주기의 라우팅 정보

전달


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

RIP 메시지의 타이머


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

RIP 메시지 타이머주기적 타이머 (periodic timer) : 정규 갱신 메시지

통보를 제어 (30 초 간격 )

만료 타이머 (expiration timer) : 경로의 유효성 관리

(180 초 )

폐 경로 수집 타이머 (garbage collection) : 무효화된

경로 관리 (120 초 )


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

저속 수렴 (Slow convergence)인터넷 일부에서 발생하는 변화가 매우 느리게

다른 부분에 알려짐


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

단점 해결방법홉 수를 15 로 제한


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

불안정 (Instability)


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

불안정을 해결하기위한 대책트리거 갱신 (triggered update) : 네트워크에 변화가

있으면 절차에 따라 새로운 테이블 전송수평 분할 (split horizons): 갱신 메시지 전송을

선택적으로 이용


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

poison reverse : 수평 분할의 변형


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

RIP 버전 2메시지 형식


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

RIP 버전 2 의 새로운 필드경로 태그 (route tag) : 자율 시스템 번호 정보 전달

서브넷 마스크 (subnet mask) : 서브넷 마스크 전달

다음 홉 주소 (next hop address) : 다음 홉의 주소


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

인증메시지 보호를 위해 사용


13.2 13.2 RIP(RIP( 계속계속 ))

멀티캐스팅RIP 버전 2 : 네트워크에 있는 라우터만 RIP

메시지를 수신하는 멀티캐스트 주소 224.0.0.9

사용

캡슐화UDP 사용자 데이터그램에 캡슐화

잘 알려진 포트 520 번 이용 UDP 서비스 사용


13.3 13.3 OSPFOSPF

Open Shortest Path First

가장 많이 사용되는 내부 라우팅 프로토콜

자율 시스템 경계 라우터 (autonomous system

boundary router) 라는 특별한 라우터가 다른 자율

시스템에 정보 배포

라우팅을 효율적으로 수행하기 위해 자율시스템을

여러 지역으로 나눔


13.3 13.3 OSPF(OSPF( 계속계속 ))

지역 (area)자율시스템에 포함되는 호스트 , 라우터 ,

네트워크의 모음지역 경계 라우터 (area boarder router) : 지역에 대한

경로 정보를 정리하여 다른 지역에 전송백본 라우터 (backbone router) : 가장 중심이 되는

backbone 지역에 있는 라우터지역 식별자 : backbone – 0, 지역– 1, 2, .., n



메트릭 (metric)관리자가 각 경로에 대한 비용 할당

서비스 종류에 따라 결정 : 최소지연 , 최대 성능



자율 시스템 내 지역



링크 상태 라우팅 (link state routing)

1. 이웃에 대한 정보 공유

2. 다른 모든 라우터와 정보 공유 : 플러딩 (flooding)

3. 변화가 있는 경우에 공유



링크의 유형OSPF 용어에서 네트워크 지칭

링크 유형



점 - 대 - 점 (Point-to-Point) 링크라우터간에 다른 호스트나 라우터 없이 직접 연결예 : T- 라인을 이용한 두 라우터 연결



경유 (transient) 링크몇 개의 라우터가 연결되어 있는 네트워크



스터브 ( stub) 링크하나의 라우터에만 연결된 네트워크

가상 (virtual) 링크라우터간 연결이 끊어지면 돌아서가는 긴 경로를

사용



그림표현



인터넷의 그림 표현



링크 상태 광고 (LSA : link state advertisement)이웃에 대한 정보 교환LSA 유형



라우터 링크실제 라우터의 링크들을 정의



네트워크 링크네트워크의 링크들을 정의



네트워크 요약 링크지역내의 라우터 링크와 네트워크 링크에 대한

정보를 지역내에 보급



자율시스템 경계 라우터의 요약 링크지역 경계 라우터가 자율시스템 내에 있는 정보를

지역에 전달



외부 링크자율시스템 외부 네트워크에 대한 정보는

외부링크 광고를 통하여 열수 있다 .



링크상태 데이터 베이스

다른 라우터로부터 라우터 링크와 네트워크 링크

LAS 를 수신하여 링크상태 데이터베이스 작성

인터넷 접속 형태를 표를 이용하여 표현한 방식

각 라우터와 이웃간의 관계 , 메트릭 정보



딕스트라 알고리즘 (Dijkstra Algorithm) 라우팅 테이블 계산 알고리즘

1. Start with the local node(router) : the root of the tree.

2. Assign a cost of 0 to this node and make it the first permanent node.

3. Examine each neighbor node of the node that was the last permanent node.

4. Assign a cumulative cost to each node and make it tentative.

5. Among the list of tentative nodes

1. Find the node with the smallest cumulative cost and make it permanent.

2. If a node can be reached from more than one direction

1. Select the direction with the shortest cumulative cost.

6. Repeat steps 3 to 5 until every node becomes permanent.



최단 경로 계산



라우팅 테이블지역내의 각 네트워크에 도달하는 비율라우터 A 에 대한 링크 상태 라우팅 테이블

Network Cost Next Router---------- ------ ---------------N1 5 --N2 7 CN3 10 DN4 11 BN5 15 D



패킷의 종류



OSPF 패킷 헤더



패킷 형식 버전 (version) : 8 비트 , OSPF 프로토콜 버전 , 현재 값 : 2

유형 (type) : 패킷 유형 (1~5)

메시지 길이 (message length) : 전체 메시지 길이

발신지 라우터 IP 주소 (source router IP address) : 32bit

지역 식별자 (area identification) : 라우팅이 일어나는 지역

검사합 (checksum) : 오류 정정

인증 종류 (authentication type) : 지역에서 사용되는 인증 방법

인증 (authentication) : 인증 데이터의 실제 값



Hello 메시지 이웃 관계를 생성하고 이웃의 도달 가능성 검사링크 상태 라우팅의 첫 번째 과정



Hello 메시지 네트워크 마스크 (network mask) : 32 비트 – hello 메시지가

전송 되어지는 네트워크 마스크 Hello 간격 (interval) : 메시지의 간격 ( 초 단위 ) E 플래그 (flag) : 설정된 경우 지역이 스터브 지역 T 플래그 (flag) : 설정된 경우 라우터는 다중 메트릭 지원 우선순위 (priority) : 라우터의 우선 순위 Dead 간격 (interval) : 이웃 라우터가 다운되었다고 가정하기

전까지 시간 ( 초 단위 ) 지정 라우터 IP 주소 (designated router IP address): 메시지가

전송되는 네트워크의 지정 라우터의 IP 주소 백업 지정 라우터 IP 주소 (backup designated router IP address) 이웃 IP 주소 (neighbor IP address) : hello 메시지를 수신한 모든

이웃들의 현재 목록



데이터베이스 기술 메시지라우터가 처음으로 또는 장애후에 시스템에

연결되면 전체 링크 상태 데이터베이스 필요

자신의 이웃에게 hello 메시지 전송

첫 번째 인사이면 데이터베이스 기술 패킷 전송

그런 다음 링크 상태 요청 패킷 전송



데이터베이스 기술 패킷



데이터베이스 기술 패킷E 플래그 : 광고 라우터가 자율 시스템 경계

라우터이면 1

B 플래그 : 광고 라우터가 지역 경계 라우터이면 1

I 플래그 : 첫 번째 메시지 일 때 1

M 플래그 : 마지막 메시지가 아닐 경우에 1

M/S (Mster/Slave) 플래그 : 패킷의 시작점메시지 순서 번호 (message sequence number)

링크 상태 헤더 (link state header)



링크 상태 요청 패킷특정 경로나 경로들에 대한 정보를 필요로 하는

라우터가 보내는 패킷링크 상태 갱신 패킷으로 응답



링크 상태 갱신 패킷 각 라우터가 자신의 링크 상태를 광고할 때 사용 서로 다른 LSA 포함 가능



라우터 링크 LSA 라우터의 모든 링크를 광고



라우터 광고 패킷 형식링크 식별자 (link ID) : 링크의 종류 ( 표 13.3 참조 )링크 데이터 (link data) : 추가 정보 ( 표 13.3)링크 종류 (link type) : 네트워크 종류에 따른 링크

유형 ( 표 13.3 참조 )서비스 종류 (type of service: TOS) 의 갯수 : 각

링크에 알려진 서비스 종류TOS 0 에 대한 메트릭 (metric for TOS 0)TOS(type of Service) : 서비스 유형메트릭 (metric) : 해당 TOS 에 대한 메트릭



링크 종류 , 링크 식별자와 링크 데이터

Link Type Link Identification Link Data

Type 1: Point-to-Point connection to another router

Address of neighbor-router

Interface number

Type 2: Connection to any-to-any network

Address of designated router

Router address

Type 3: Connection to stubnetwork

Network address Network mask

Type 4: Virtual linkAddress of neighbor-router

Router address



네트워크 링크 LSA네트워크에 연결된 링크를 알리는데 사용

네트워크 마스크접속 (attached) 라우터 : 반복 필드로 접속된 모든

라우터의 IP 주소



네트워크의 요약 링크 LSA

지역 경계 라우터가 지역 밖에 있는 다른

네트워크의 존재를 알리는데 사용

네트워크 마스크 , 서비스 종류 , 메트릭으로 구성

각 광고는 단일 네트워크면 알림

네트워크 주소는 링크 상태 광고의 헤더에

들어있는 라우터의 IP 주소와 마스크 정보를

통하여 얻게됨



네트워크의 요약 링크 LSA

TOS : 서비스 유형메트릭 : 서비스 유형에 대한 메트릭



자율 시스템 경계 라우터의 요약 링크 LSA자율 시스템 경계 라우터로 가는 경로를 알리는데

사용



외부 링크 LSA자율 시스템 외부에 있는 모든 네트워크로

알리는데 사용



링크 상태 확인응답 패킷링크 상태 갱신 패킷에 대한 확인응답


13.4 13.4 BGPBGP

Border Gateway Protocol

자율 시스템간 라우팅 프로토콜경로 벡터 라우팅 (path vector routing) 방법 적용경로 벡터 라우팅 테이블

Network Next Router Path----------- -------------- -----------------------N01 R01 AS14, AS23, AS67N02 R05 AS22, AS67, AS05, AS89N03 R06 AS67, AS89, AS09, AS34N04 R12 AS62, AS02, AS09


13.4 13.4 BGP(BGP( 계속계속 ))

경로 벡터 메시지 자신의 자율시스템 네트워크에서 이웃하는 자율

경계 라우터까지 연결이 가능한지 광고 경로 벡터 패킷


13.4 13.4 BGP(BGP( 계속계속 ))

루프 방지라우터가 메시지 수신시 목적지까지의 경로

목록에 해당 자율시스템이 있는지 확인

정책 라우팅메시지 수신시에 경로상에 자율시스템 중 하나가

정책에 위반되면 해당 경로와 목적지를 무시

경로 속성각 속성은 경로에 대한 정보 제공


13.4 13.4 BGP(BGP( 계속계속 ))

패킷 종류


13.4 13.4 BGP(BGP( 계속계속 ))

패킷 형식 모든 패킷은 동일한 공통 헤더를 가짐

표시기 (maker) : 인증을 위해 예약 길이 (length) : 전체 메시지 길이 유형 (type) : 패킷 유형


13.4 13.4 BGP(BGP( 계속계속 ))

Open 메시지동작중인 라우터가 이웃 관계를 생성하기 위해

이웃들과 TCP 연결을 하고 open 메시지 전송


13.4 13.4 BGP(BGP( 계속계속 ))

Open 메시지 형식버전 (version) : BGP 버전 ( 현재는 4)자신의 자율 시스템 (My autonomous system) :

자율시스템 번호유지 시간 (hold time) : 상대방으로부터 메시지 수신 후

경과될 수 있는 시간BGP 식별자 (identifier) : 메시지를 전송한 라우터의 IP

주소선택 매개 변수 길이 (option length) : 전체 옵션의 길이선택 매개 변수 (option) : 옵션 유무


13.4 13.4 BGP(BGP( 계속계속 ))

Update 메시지이전에 광고된 목적지를 취소하거나 새로운

목적지 경로를 알리는데 사용


13.4 13.4 BGP(BGP( 계속계속 ))

Update 메시지 필드 불가능 (unfeasible) 경로 길이 : 다음 필드의 길이 취소된 (withdrawn) 경로 : 전에 광고된

목록중에서 삭제되어야 하는 모든 경로 경로 속성 길이 – 다음 필드의 길이 경로 속성 – 메시지를 통해 광고되는 도달 가능한

네트워크까지의 경로에 대한 속성 네트워크 계층 도달 가능 정보 – 실제 광고되는

네트워크


13.4 13.4 BGP(BGP( 계속계속 ))

Keepalive 메시지 상대방에게 자신이 동작하고 있음을 알리는

메시지


13.4 13.4 BGP(BGP( 계속계속 ))

Notification 메시지 오류 상황 감지 또는 연결을 닫기 원할 때


13.4 13.4 BGP(BGP( 계속계속 ))

오류 코드Error Code

Error Code Description Error Subcode Description

1 Message message errorThree different subcodes are define for this type of error: synchroniation problem(1), bad message length(2), and bad message type(3)

2 Open message error

Six different subcodes are defined for this type of error: unsupported version number(1), bad peer AS(2), bad BGP identifier(3), unsupported optional parameter(4), authentication famiure(5), and unacceptable hold time(6)

3 Update message error

Eleven different subcodes are defined for this type of error: malformed attribute list(1), unrecognized well-known attribute(2), missing well-known attribute(3), attribute flag error(4), attribute length error(5), invalid oriin attribute(8), optional attribute error(9), invalid network field(10), malformed ASPATH(11)

4 Hold timer expired No subcode defined.

5 Finite state machine This defines the procedural error. No subcode defined.

6 Cease No subcode defined


13.5 13.5 멀티캐스팅멀티캐스팅

멀티캐스팅 트래픽을 처리하기 위한 라우팅 프로토콜

DVMRP(Distance Vector Multicast Routing Protocol)

MOSPFC(Multicast Open Shortest Path First)


13.5 13.5 멀티캐스팅멀티캐스팅 (( 계속계속 ))

DVMRP

IGMP 와 연계되어 사용

거리 벡터 라우팅과 Mbone 에 기반을 둔 프로토콜

Mbone 은 터널에 의해 연결된 분리된 영역들의

집합 생성

각 영역은 DVMRP 를 구현한 라우터 사용

역 경로 거리 벡터 라우팅 알고리즘 사용


13.5 13.5 멀티캐스팅멀티캐스팅 (( 계속계속 ))

MOSPF OSPF 의 확장

링크 상태 광고 패킷 목록에 그룹 멤버쉽 패킷 추가

별도의 영역 (islands) 설정 사용

멤버들에게 속한 네트워크의 최단 스패닝(spanning) 트리를 생성하기 위해 딕스트라 알고리즘 사용


13.6 13.6 요약요약

라우팅 프로토콜

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Transcript of 라우팅 프로토콜