라우팅 기술: RIP, OSPF 20041566 : 서대영 20051414 : 기세화 20051611 : 이준석

목 차 RIP 개요 및 등장 배경 RIP 동작 및 기능 RIP 의 향후 전망 OSPF의 등장 배경 목 차 RIP 개요 및 등장 배경 RIP 동작 및 기능 RIP 의 향후 전망 OSPF의 등장 배경 OSPF 동작 단계 과정(예) OSPF의 특성 OSPF의 향후 전망

RIP의 개요 와 등장 배경 RIP란? RIP(Routing Information Protocol) : 디스턴스 백터 라우팅 프로토콜RIP는 구성이 간편하고 표준 라우팅 프로토콜이어서 많은 곳에서 사용. 경로 선택을 오직 홉카운터만을 사용. 데이터를 최대라우팅할 수 있는 거리가 짧다는 단점. 대규모 네트워크 보다는 소규모 네트워크 에서 사용. 최대 홉카운터는 15. RIP는 처음에 제록스사의 XNS(Xerox Network System)에서 사용하기 위한 라우팅 프로토콜로 개발되었습니다. 후에 RIP는 BSD버전 UNIX의 TCP/IP 프로토콜 환경에서 ‘routed’라는 프로세스 형태로 구현되면서 일반에 널리 알려지게 되었으며, RFC 1058로 인터넷의 표준 라우팅 프로토콜이 되었습니다. RIP가 빠르게 적용될 수 있었던 것은 RIP가 가지고 있는 간결성과 견고함 때문인데, 이와 같이 구현이 쉽고 견고한 라우팅 프로토콜의 등장이 인터넷에서의 요구사항이었습니다.

RIP의 동작 및 기능 ▶ RIP의 동작 - RIP는 거리벡터(Distance vector)에 근거한 알고리즘으로서, 이는 목적지까지의 거리가 최적 경로 결정의 판단기준이 됨을 의미합니다. RIP에서는 거리값으로서 각 경유 네트워크에 1이란 값을 부여하는 데 이를 홉(Hop)이라 합니다. 즉 어떤 목적지까지의 홉(경로값)이 2라면, 그 목적지까지 가기 위해서는 2개의 네트워크를 경유함을 알 수 있습니다. 이와 같은 종류의 알고리즘은 간결하며 견고한 특징을 갖게됩니다. RIP에서는 ‘요청’과 ‘응답’이라는 2가지 종류의 패킷이 존재합니다. 요청패킷은 라우터가 처음으로 부팅되었을 때, 혹은 어떤 특정 목적지 정보가 타임아웃 되었을 때 보내지게 되며, 전체 목적지 정보 혹은 특정 부분의 목적지 정보들을 요청할 수 있습니다. 응답패킷은 실제 목적지에 대한 정보를 담고 있는 패킷으로서, 주기적 전송, 상대의 요청패킷에 의한 응답, 목적지 정보의 변화 등 3가지 중 하나의 항목에 해당하면 응답패킷을 전송하게 됩니다.

RIP의 동작 및 기능 RIP의 기능 - RIP는 빠른 네트워크의 위상 변화를 안정적으로 처리하기 위한 여러 가지 기능들을 가지고 있습니다. 홉계수 제한 (Hop Count Limit) - RIP에서는 거리값을 계산하기 위한 것으로서 홉(Hop)을 사용하는데 이 홉은 네트워크를 하나씩 통과할 때마다 1씩 증가하게 됩니다. 이 홉계수에 제한이 없는 경우에는, 라우터의 어떤 특정 인터페이스가 고장 났을 때, 그 인터페이스에 연결된 목적지에 대한 정보는 다른 이웃 라우터와 무한히 홉계수를 증가시킬수 있습니다. 따라서 RIP에서는 이를 방지하기 위해 증가할 수 있는 최대 홉 크기를 15로 제한합니다. 홉계수 제한을 통해 홉계수가 무한히 증가하는 라우팅 순환을 막을 수는 있지만, 이것은 홉 계수가 15를 넘어서는 네트워크와는 연결할 수가 없기 때문에, 글로벌 네트워크(global network)에서는 RIP의 사용이 제한된다는 단점이 있습니다.

RIP의 동작 및 기능 Hold Down - 어느 하나의 경로가 무효가 되었을 때, 이 경로의 무효를 검출한 라우터는 이를 이웃한 라우터에게 알려주게 됩니다. 그러나 이는 전 네트워크를 통하여 동시에 이루어지는 것이 아니므로, 무효화된 경로에 대한 정보는 어느 일정시간 동안 갱신하지 않고 유지하고 있어야 합니다. Split Horizon - 하나의 네트워크 N에 인접한 라우터 A가 N에 대한 정보를 라우터 B에게 전송했을 때, 라우터 B는 이 정보를 다시 라우터 A에게 전송할 필요가 없다는 것으로, 이 규칙을 적용하면 인접한 두 라우터 사이의 라우팅 순환을 방지할 수 있습니다.

RIP의 동작 및 기능 Poison Reverse Update - 라우팅의 경로값이 계속적으로 증가한다면 이는 일반적으로 라우팅 순환인 경우가 많습니다. 이 경우, Poison Reverse 갱신 전문이 이와 같은 경로를 삭제하고 ‘Hold-Down’상태로 있게 하기 위해 전송됩니다. Split Horizon 규칙이 인접한 라우터 사이의 라우팅 순환을 방지한다면, Poison Reverse 갱신 전문은 보다 큰 라우팅 순환을 방지할 수 있습니다.

RIP의 향후전망 RIP의 향후 전망 - RIP는 홉계수가 15를 넘어서는 인터넷과 같은 큰 규모의 네트워크에는 적합하지 않고, 서브넷 마스크를 지원하지 않으므로 IP 주소 영역의 활용을 제한하는 약점을 가지고 있으며, 경로 테이블의 전체를 매 30초마다 전송하므로 효율적인 네트워크 대역폭 사용을 제한합니다. 또한 최적의 경로를 산출하기 위한 정보로서 홉(거리값)만을 고려하므로, RIP가 선택한 경로가 최적의 경로가 아닌 경우가 발생할 수 있습니다. RIP의 단점들을 보완한 RIP 버전2가 개발되었으나, 널리 사용되지는 않고 있습니다. 현재, 대규모 네트워크에 적용할 수 있고 지능적인 기능을 갖는 OSPF와 같은 링크상태 알고리즘을 사용하는 것이 일반적인 추세입니다. .

OSPF의 등장 배경 1980년대 중반에 RIP가 더 이상 대규모의 이질적인 네트워크 사이의 라우팅을 수행하기에는 한계에 이르자 IETF(Internet Engineering Task Force)에서는 SPF(Shortest Path First) 알고리즘에 기반한 인터넷에 적용하기 위한 IP 네트워크용 라우팅 알고리즘을 개발하게 되었고, 이 결과로 OSPF가 탄생하게 되었습니다. OSPF는 모든 사양이 개방(Open)되어 있고, 이런 OSPF의 사양은 RFC 1247 (후에 RFC 1583; OSPF Version 2로 대체)로 발표되었습니다.

OSPF 동작 과정(예) OSPF 라우팅 프로토콜은 인접한 라우터와 네이버를 맺기 위해 헬로 패킷 안에 자신의 라우터 ID와 에어리어 정보 및 인증 값 등을 전송하여 네이버 라우터와 관계를 맺게 된다. 네이버를 맺은 라우터는 자신의 네트워크 정보와 메트릭 값 등을 LSA 패킷을 이용하여 전송하게 되며 LSA 패킷을 수신한 라우터는 자신의 링크 스테이트 데이터베이스 테이블에 저장하게 된다. 그런 다음 SPF 알고리즘을 이용하여 최적의 경로를 선택하여 라우팅 테이블에 인스톨 하게 된다.

OSPF 동작 과정(예) (1) Down State - OSPF가 시작하지 않음, Router-ID 선출 실시.

OSPF 동작 과정(예) (2) Init State - OSPF 프로세서가 시작하는 상태 및 Hello 패켓 교환 중인 상태.

OSPF 동작 과정(예) (3) Two-Way State - DR/BDR 이 선출된 상태. - Hello 교환 완료되어 네이버가 된 상태 - Neighbor Table 생성

OSPF 동작 과정(예) (4) Exstart State - 라우터 아이디가 높은 라우터를 마스터 라우터로 선출 - 라우터 아이디가 낮은 라우터를 슬레이브 라우터로 선출

OSPF 동작 과정(예) 5) Exchange State - 마스터 라우터에서 슬레이브 라우터쪽으로 DBD 패켓 전송 - 슬레이브 라우터에서 마스터 라우터쪽으로 DBD 패켓 전송

OSPF 동작 과정(예) (6) Loading State - LSR 패켓 및 LSU 패켓 교환 (7) Full State - OSPF 인접 완성

OSPF 특성 OSPF 네트워크 확장성 OSPF 보안성 - 라우팅 프로토콜에 대해서는 OSPF 네트워크에 접속된 라우터 제어와 라우터끼리 교환하는 라우팅정보 제어등 2가지의 보안 기법을 적용할 수 있습니다. OSPF 패킷에서는 허가(Authentication)필드를 사용할 수 있으므로, 이 필드를 이용하면 현재 제어하고 있지 않은 호스트나 라우터에서 과실로 인한 OSPF의 실행을 막아 네트워크 전체의 불안정 가능성을 줄일 수 있습니다. 그러나 동일한 OSPF 지역에 속해 있는 라우터 간의 라우팅 정보는 같으므로 OSPF 네트워크에서는 보안 기능을 제공하기 위해 라우트 필터 (Route Filter)를 사용할 수 없습니다.

OSPF 의 향후 전망 OSPF의 향후 전망 - OSPF는 비교적 최근에 등장한 링크 상태(Link State) 라우팅 알고리즘으로서 라우터간에 변경된 최소한의 부분만을 교환하므로 네트워크의 효율을 저하시키지 않으며, 라우터의 계위를 설정함에 의해 확장성과 대규모 네트워크에 적용할 수 있는 특성을 가지고 있습니다. RIP와 같이 특정 도메인 안에서 적용할 수 있는 도메인내의(Intra-domain) 라우팅 프로토콜이 갖는 여러 단점을 해결하고 있으나, 그 프로토콜 자체가 복잡하다는 단점이 있습니다. 현재 인터넷을 비롯하여 대부분의 대규모 IP 네트워크인 경우, OSPF의 적용은 일반화되어 있고, 기존의 RIP네트워크를 OSPF로 바꾸는 작업도 활발합니다. 이더넷 스위치의 보급으로 상대적으로 라우터의 중요성 및 역할이 많이 줄어들고는 있으나, 외부와 연결하기 위해서는 라우터가 필요하고, 이 경우 OSPF는 도메인내의 라우팅 프로토콜로서 주도적 역할을 수행할 것으로 전망됩니다.

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