제3장 Network Layer
(#1/5)
Notes:
- Network Layer에서는 packet을 목적지까지 전달하기 위한 최상의 경로를 선택하여 그 경로와 연관된 물리적인 Interface 혹은 Port로 전달한다.
- Packet이 전달될 수 있는 경로를 route 혹은 path라고 한다. route 혹은 path중에 가장빠른 (흔히 말하는 최상의) 것을 best route 혹은 best path라고 한다. 위 그림에서 r1과 r2간에 route는 다음과 같은 것들이 있는데 그중에서 best path는 2,5,6이다.
- 1, 3, 6
- 1, 4, 7
- 2, 5, 6
- 2, 5, 7
- Packet을 경로를 따라 전달하는 과정을 routing이라고 한다.
- 라우터(router)는 routing 기능만을 전문화하여 독립시킨 H/W로 내부에 routing S/W를 내장하고 있다. 인터넷이 아닌 일반 네트웍, 가령 전화망, X.25네트웍, ATM 네트웍등에서는 라우터라는 말대신 교환기 혹은 Switch라고 한다.
- 라우터는 routing 기능만을 전담하는 것은 아니다. 최상의 경로에 대한 정보를 인접한 라우터들과 경로정보(Routing Information)를 교환하고 그 정보를 유지, 관리하는 기능도 가지고 있다. 이러한 기능을 담당하는 Protoco을 Routing Information Exchange Protocol 혹은 Routing Protocol이라고 한다. 이러한 기능은 Application Layer에 속하는 기능이기도 하다.
- routed protocol이라는 것은 데이타를 encapsulation해서 전달하기 위한 protocol로 IP, IPX, Appletalk등이 이에 해당된다. routing protocol이라는 것은 IP packet, IPX packet, Appletalk packet등을 전달할때 경로정보를 교환, 관리하기 위한 protocol이다. IP는 routing protocol로 RIP, IGRP, OSPF, BGP등을, IPX는 Novell RIP, NLSP등을, Appletalk은 RTMP를 이용한다.
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(#2/5)
Notes:
- 네트웍간에 packet을 전달하기 위해서는 목적지에 대한 Address 를 참조해야 한다.
- Address는 크게 Network Address와 Node Address로 구분할 수 있다.
- 동일 LAN에 있는 시스템들은 같은 Network Address를 가지며 다만 Node Address가 다를 뿐이다.
- LAN과 LAN을 연결하는 WAN link에도 LAN과 같은 Network Address가 할당되며, 이때 Node Address는 2개만 이용되기도 한다.
- IP, IPX, Appletalk 각각은 자신의 Address 체계를 갖는데 이들의 Address도 모두 Network Address와 Node Address로 구분된다.
- IP Address : 32bit로 구성됨. Network Address와 Node Address의 길이가 가변적임
- IPX Address : 80bit로 구성됨. Network Address 32bit, Node Address 48bit로 구성됨
- Appletalk Address : 24bit로 구성됨. Network Address 16bit, Node Address 8bit로 구성됨
- IP, IPX, Appletalk의 Routing Protocol들은 모두 경로를 결정할때 Network Address만을 참조하여 경로를 결정함. 이런 것을 Network-Level Routing이라고 함
- PSTN, X.25, Frame Relay, ATM등은 Network Address뿐만 아니라 Node Address를 참조하여 routing을 해주는데 이러한 것을 point-to-point(end-to-end) routing이라고 함
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(#3/5)
Notes:
- Bandwidth : 1.5Mbps link보다 45Mbps link를 이용하는 것이 좋다.
- Delay : 같은 거리에 대해 해저 cable 1.5Mbps link의 delay는 200msec라면 위성 45Mbps link의 delay는 500msec가 될 수 있다. 어느 것을 이용하는 것이 좋을까?
- Reliability : 대역도 크고 지연도 작은 link가 있는데 통신도중 자주 끊어진다면 좋은 것은 아니다.
- Load : 대역도 크고 지연도 작고 안정성도 좋은데 부하가 너무 크다면 통신속도는 느려진다.
- MTU : 모든 조건이 동일하다고 할 경우 MTU가 큰 것을 이용하는 것이 보다 빠르다.
- Hop Count : 1개의 hop을 지날때마다 지연이 발생한다. 따라서 hop count가 작은 것이 좋다.
- money : 아무리 좋은 link라도 너무 비싸면 사용하기 곤란하다.
- IP Routing Protocol들은 다음과 같은 것을 경로결정요소로 이용한다
- RIP : hop count
- IGRP : Bandwidth, Delay, Reliability, Load, MTU
- OSPF : Bandwidth
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(#4/5)
Notes:
- Static Route는 일반적으로 라우터운영자가 직접 입력해준 목적지에 대한 경로다. Static Route는 Dynamic Routing Protocol을 운영할 수 없는 환경이든지 혹은 Dynamic Routing Protocol을 운영하는 것이 필요없거나 비효율적인 상황에 처했을 때 설정한다. 네트웍이 크고 변화가 잦은 네트웍에서는 Static Route가 오히려 비효율적일 수 있다.
- Dynamic Route는 Dynamic Routing Protocol에 의해 수집된 네트웍정보를 바탕으로 얻은 목적지에 대한 경로를 말한다. 네트웍이 크고 변화가 잦은 경우 효율적이나 그 반대인 경우는 비효율적이다.
- Interior Gateway Protocol
- IP Routing Protocol의 RIP, IGRP, EIGRP, OSPF등이 여기에 해당한다.
- Exterior Gateway Protocol
- IP Routing Protocol의 BGP가 여기에 해당한다.
- Singlepath Routing Protocol <-> Multipath Routing Protocol
- 목적지로 갈 수 있는 경로 a에 대한 cost가 100, 경로b에 대한 cost가 50일 경우 경로b를 best path로 선택하여 모든 트래픽을 경로b만을 통해 전달한다. 그러나 traffic를 경로 a와 경로b로 분산하는 것이 좋을수도 있다. 전자를 singlepath routing protocol이라고 하며, 후자를 multipath routing protocol이라고 한다.
- singlepath : RIP, OSPF, BGP
- multipath : IGRP, EIGRP
- 같은 cost에 대한 multipath는 대부분 모두 지원한다.
- OSPF는 라우터간에 Routing Information교환을 위하여 구조적인 연결 형태를 갖는다. 그러나 RIP과 같은 경우는 평면적인 형태를 갖는다.
- Flat : RIP, IGRP, EIGRP, BGP
- Hierarchical : OSPF
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(#5/5)
Notes:
- Distance Vector Routing Protocol의 문제점 및 해결책
- 문제점 : Routing Loop : convergence time 차이로 인해 발생.
- 문제점 : Counting to Infinity : routing loop이 distance (cost)를 무한히 증가시킴
- 해결책: distance의 한계값을 정함 (RIP은 16)
- 해결책 : Split Horizon : 자신으로부터 발생한 정보는 되받지 않음
- 해결책 : Route Poisoning : Down즉시 해당 네트웍에 대한 distance를 한계값으로 설정
- 해결책 : Hold-Down Timers : Down이후 일정시간동안 동일정보에 대한 변경을 받아들이지 않음
- Distance Vector Routing Protocol : RIP, IGRP, EIGRP*
- Link State Routing Protocol의 문제점 및 해결책
- 문제점 : unsynchronized update로 인해 동일 네트웍에 대해 다른 두가지 위상 발생
- 문제점 : inital flooding으로 인한 link의 대역 및 CPU 성능 소모
- 해결책 : time stamp, counter 이용
- 해결책 : 빈번히 변경되는 특정네트웍정보를 일정시간 동안 무시. 특정 라우터에게만 Link State 정보 전달, 네트웍을 소영역으로 분리, 요약정보만 전달될수 있도록 함
- Link State Routing Protocol : OSPF
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