1. Routing Protocol의 개요

Routing Protocol은 Routing을 담당하는 네트워크 Device(Router)에 탑재되어 Destination Network의 최적경로를 선정을 할 수 있도록 Router들간 Network Reachability 즉 Routing Information을 서로 교환하여 Routing Table을 생성하고 변화시 update하는 일련의 규약을 말한다.
일반적으로 Routing Protocol은 각 Router의 OS에 Software형태로 포함되어있다.

1.1 Routing 이란?

Routing이란 하나의 근원지에서 목적지로 internetwork를 통해 정보를 전달하는 과정을 말한다. 이에 대비되는 말로는 Bridging이라는 용어가 있는 데 그 개념은 비슷하나 Routing은 OSI 7 Layer에서 Network Layer(3계층)에서 일어나는 것이고 Bridging은 Datalink Layer(2계층)에서 일어난다는 것이 다른 점이다.

Static vs Dynamic Routing

Routing은 Network Admin이 Router마다 최적의 경로를 인위적으로 등록하는 Static routing 과 자동적인 Routing Algorithm에 의해 최적의경로를 판단하는 Dynamic Routing 이 있다. Dynamic routing을 제공하는 Routing Algorithm이 바로 Routing Protocol에 의해 제공되어진다.

1.2 Routed Versus Routing Protocol

말그대로 Routed Protocol 은 Routing되어지는 Protocol로 Network Protocol 즉 Layer3의 Packet형태의 데이터 전송단위로 표현된다. Routing Protocol 은 이러한 Routed(Network)Protocol을 자동적으로(Dynamic하게) Routing시키는 Algorithm 이다.
 

Routed Protocol
    Routing의 기준을 제공하는 Routed Protocol의 요소는 Layer 3 Address 이다. 이중 Routing Protocol에서는 Network Address를 가지고 Routing 하게된다. 다음은 각 Routed Protocol address이다.

Routing Protocol
    Routing Protocol은 Routed Protocol(Layer3 protocol)에 따라 여러 가지가 존재하며 각각 독립적으로 동작한다. 여러 가지의 Routed protocol을 동시에 지원하는 Router를 Multiprotol router라 한다.
 

2. Routing Protocol의 분류

Routing Protocol은 Routed Protocol에 따라 분류될 수 있으나 지금부터는 인터넷 상에서 사용되고 있는 IP routing Protocol 에 촛점을 두고 설명 하고자 한다.

2.1 InterDomain vs IntraDomain

Routing Domain은 하나의 관리정책하에서 운영되어지는 routing 범위이며 일반적으로 기업 및 ISP의 개별네트워크가 그단위가 된다. 따라서 기업내부에서의 Routing Protocol은 IntraDomain Routing Protocol을 사용하며, 그 Routing Domain간 Routing은 InterDomain Protocol을 사용하게 된다.

InterDomain Routing Protocol

    Exterior Gateway Protocol이라고도 하며 인터넷에서 단위 Routing     Domain(AS)간 Routing을 처리하는 Routing Protocol 이다.
    - EGP(Exterior Gateway Protocol), BGP(Border Gateway Protocol)가 있다.

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    * 주) AS : Autonomous System
 

IntraDomain Routing Protocol
    Interior Gateway Protocol이라고도 하며 기업 및 ISP의 단위 Routing Domain내에서 Subnetwork간 Routing을 담당하는 Routing Protocol 이다.
 

    - RIP, OSPF, IS-IS, EIGRP 등이 있다.
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     * 주) RIP : Routing Information Protocol
            OSPF : Open Shortest Path First
            IS-IS : Intermediate System-to-Intermediate System
            EIGRP : Enhanced Interior Gateway Routing Protocol

2.2 Distance Vector vs LinkState

최적의 Path를 결정하는 기준(Metric), Router간 교환Routing 정보(Message), Routing Table의 생성, 변경정보의 전달방식 등에 따른 분류이다.

Distance Vector Protocol
    - Routing Table의 일부 또는 전체를 직접접속된 Router와 교환하여 Routing Table을 생성,
      관리하는 Protocol(Routing by rumor).
    - 특정 Destination에 대한 다수의 경로중 Hop수를 기준으로 최적경로 결정 (단일 Metric)
    - Configuration이 쉽지만, 주기적인 Table교환에 의존하므로 변경에 대한 반영이 느리다.
    - RIP, IGRP 등이 있다.

Link State Protocol
    - Link 정보(Link state) 자체를 자기 area내의 모든 router와 교환하며 Topology DB를 생성하여
      그 DB로부터 Routing Table 생성하는 Protocol.
    - 다수의 Metric을 참조하여 최적경로 결정
    - 네트워크 변경에 대한 정보를 즉시 Flooding하므로 변경에 대한 반영이 빠르다.
    - 계층적 구조를 가지며 Configuration이 상대적으로 복잡하다.
    - OSPF, IS-IS 등이 있다.
 

Hybrid Protocol

    - Distance Vector 와 LinkState방식의 장점만을 수용한 Protocol
    - Configuration이 쉽고 효율적
    - EIGRP가 있음.

3. Routing Protocol의 구성요소

Routing Table
    Router의 한 Interface로 들어온 Packet을 목적지로 routing할 때 참조하는 Table
    - Detination Network Address
    - Output Interface
    - Metric 값
    - Netxt hop router address
    - Age 등
 

Messages
    Router간 Routing을 위해 교환하는 Messages
    - Neighbor reachability message : 인접 Router의 생사를 check(hello, Routing table)
    - Routing Information : Routing table broadcasting, LinkState advertisement
    

Metric
    Routing table의 생성 및 update시 최적의 Path를 결정하는 기준
    - Path length : Destination 까지의 총Hop count(경유하는 router 수)
    - Bandwidth and Load
    - Reliability
    - Delay
    - Communication Cost

4.  Routing Protocol Requirements

Routing Protocol 선정시 고려해야할 요구사항은 다음과 같다.

Optimality
    - Best response time, Maximum throughput을 기대할 수 있는 Path를 제 공하여야 한다.

Simplicity and Low overhead
    - Router의 Processing power를 최소화하여 Overhead로 인한 성능저하가 없어야 한다.
    - Routing 관리가 쉬워야 한다.

Rapid convergence

    - 네트워크 상태의 변화(Add, Change, Delete)에 대해 모든 Router가 공유하는 상황을  Convergence라고 하며 이것이 지연될 경우 Routing Loop나 outage가 발생하므로 매우 중요한 요소이다.

Robustness and Stability
    - 국지적인 하드웨어장애, High load 상황에서도 안정적으로 Routing을 제공하여야 한다.