전기전자/정보통신

Nikkei Network_25.08

‘수신처’를 보고 패킷 전송, 라우터 간 경로 정보 교환
Day 1, 라우팅의 기초

이 강좌에서는 네트워크 엔지니어에게 있어서 필수 과목이라고 할 수 있는 라우팅 프로토콜 OSPF(Open Shortest Path First)와 BGP(Border Gateway Protocol)의 기본을 꼼꼼하게 해설해 나가겠다.

먼저, 라우팅이란 무엇일까? 라우팅을 알아야 라우팅 프로토콜의 역할이나 OSPF와 BGP의 특징을 이해할 수 있다. 그래서 이번 Day 1에서는 라우팅의 기초부터 배워보기로 한다.

-- 데이터를 수신인에게 전달하기 위한 기능 --
라우팅이란 패킷을 목적지에 전달하기 위해 라우터가 최적의 경로를 선택해 전송하는 기능이다. 인터넷은 라우터를 통해 접속하고 있는 네트워크의 집합체이기 때문에, 데이터를 수신처에 전달하는 데 있어서 라우팅은 불가결하다.

그렇다면 라우팅의 기본적인 동작을 살펴보자. 라우터는 패킷을 양동이 릴레이처럼 다음 라우터에 계속 전송하면서 수신처까지 전달한다.

패킷을 받은 라우터는 자신이 보유하는 라우팅 테이블을 참조해 다음 전송처를 결정한다. 라우팅 테이블이란 수신처와 수신처로 보내기 위해 어느 인터페이스에서 패킷을 보내면 좋은지를 연결한 표이다.

라우팅 테이블에 어떤 정보가 적혀 있는지 확인해보자(그림 1-2). 헤더부분에는 항목명이 나열되어 있다. 수신처의 IP(Internet Protocol) 주소를 나타내는 ‘네트워크 수신처’, IP 주소의 네트워크부와 호스트부의 구분을 나타내는 ‘넷마스크(서브넷마스크)’, 패킷을 전송하는 다음 라우터를 나타내는 ‘게이트웨이’, 라우터의 어느 인터페이스로부터 패킷을 전송하는가를 나타내는 ‘인터페이스’, 수신처까지의 거리를 나타내는 ‘메트릭’ 등이다.

헤더 아래에 이어지는 각 행이 경로 정보이다. 패킷을 전송할 때, 라우터는 행선지로의 경로 정보가 실려 있는지를 확인하고, 일치하는 경로가 있으면 대응하는 인터페이스에 패킷을 전송한다.

예시한 라우팅 테이블에서 수신인의 IP 주소 ‘AAA.AAA.AAA.AAA’로 보낼 때에는 2번째 행에 일치하는 경로가 있다. 그래서 게이트웨이의 항목을 참조해 ‘XXX.XXX.XXX.XXX.XXX’의 라우터에 보낸다고 결정하고, ‘YYY.YYY.YYY.YYY’의 인터페이스에서 패킷을 전송한다.

단, 헤더의 바로 아래 1번째 행에는 ‘디폴트 루트’가 표시되는 경우가 많다. 디폴트 루트란 수신처에 대응하는 자세한 경로 정보를 찾을 수 없을 때, 라우터가 최후의 수단으로 선택하는 범용적인 경로를 말한다. 네트워크 수신처의 IP 주소에는 ‘0.0.0.0’이 들어간다.

이 디폴트 루트에서 다음 전송처로 지정된 라우터를 ‘디폴트 게이트웨이’라고 부른다. 수신처 네트워크로의 패킷 전송을 디폴트 게이트웨이에 맡기는 것이다.

-- ‘정적’인가 ‘동적’인가 --
지금까지 설명한 대로 라우터는 라우팅 테이블을 참조하여 다음 전송처를 결정한다. 그럼 라우팅 테이블의 경로 정보는 어떻게 설정되는 것일까?

라우팅 테이블에 경로 정보를 설정하는 방법은 크게 두 가지가 있다. 정적(Static) 라우팅과 동적(Dynamic) 라우팅이다.

정적 라우팅이란 네트워크 관리자가 경로 정보를 고정적으로 설정하는 방법이다. 일반적으로 경로 정보의 수가 적은 소규모 네트워크에서 사용된다.

한편, 동적 라우팅이란 라우터 간 자동적으로 경로 정보를 교환, 라우팅 테이블도 자동으로 갱신하는 방법이다. 경로 정보를 설정하는 번거로움이 큰 대규모 네트워크에서 많이 사용된다.

동적 라우팅의 특징은 네트워크 구성이 바뀌면 경로도 자동으로 바뀐다는 것이다. 알기 쉬운 예로, 경로상 회선에 장애가 일어났을 때의 대응을 정적 라우팅과 비교해보자. 정적 라우팅에서는 기본적으로 수동으로 경로를 다시 설정해야 한다. 대규모 네트워크에서는 다수의 라우터 설정을 변경해야 한다. 그만큼 운용의 부하는 커지고, 장애의 악영향도 길어진다.

이에 비해, 동적 라우팅에서는 경로를 다시 설정하는 수고로움이 없다. 경로상의 회선에 장애가 발생했을 경우, 네트워크를 구성하는 라우터 간에 경로 정보를 자동으로 교환하고, 라우팅 테이블에 새로운 경로가 각각 자동으로 추가되기 때문이다. 이러한 구조에 의해 새로운 경로로 패킷을 전송할 수 있는 것이다.

-- 경로 정보를 교환하는 룰 --
지금까지 다이내믹 라우팅의 특징을 설명했다. 그렇다면 각 라우터는 어떻게 경로 정보를 교환하는 것일까?

정답은 이 강좌의 주제인 OSPF와 BGP와 같은 라우팅 프로토콜을 사용한다는 것이다. 라우팅 프로토콜은 라우터 간 경로 정보를 동적으로 교환하며 경로를 설정하기 위한 룰이다. 그러한 중요한 역할을 담당하고 있기 때문에, 네트워크 엔지니어의 필수 과목이라고 할 수 있다.

-- AS별로 룰을 관리 --
이러한 라우팅 프로토콜에는 이번 강좌에서 다룰 OSPF와 BGP외에도 몇 가지가 있다.
예를 들면, RIP(Routing Information Protocol)나 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System)과 같은 라우팅 프로토콜을 들어본 사람도 있을 것이다.

라우팅 프로토콜은 ‘이용하는 장소’로 구분하여 사용한다. IGP（Interior Gateway Protocol）와 EGP（Exterior Gateway Protocol）이다.

'IGP나 EGP가 생소하다'라고 느끼는 사람도 있을 것이다. 이것들을 배우기 전에 먼저 알아두어야 하는 것이 있다. 바로 AS（Autonomous System）이다.

AS란, 특정 관리 조직이 특정 정책 하에서 관리하는 네트워크의 범위를 말한다. 예를 들면, ISP(Internet Service Provider)나 기업, 학술 기관 등이 AS를 관리하고 있다. 각각의 AS에는 독특한 번호가 할당된다.

이 AS의 내측과 외측, 즉 AS 간에는 서로 다른 라우팅 프로토콜을 일반적으로 사용한다. Interior와 Exterior라는 이름이 보여주는 것처럼, AS의 안에서 사용하는 것이 IGP, 밖에서 사용하는 것이 EGP이다.

이번 강좌에서 다루는 2개의 라우팅 프로토콜 중 OSPF는 IGP의 대표격이다. “소규모인 WAN(Wide Area Network) 등에서는 RIP를 사용하는 경우도 있지만, 대규모 네트워크에서는 OSPF가 자주 사용되고 있다”(인터넷이니셔티브로엔터프라이즈의 사사키 씨).

다른 하나인 BGP는 EGP의 디팩토 스탠더드(사실상 표준)이다. 즉, OSPF와 BGP의 구조를 이해하면 2025년 시점의 라우팅을 제대로 알 수 있는 것이다.

Day 2와 Day 3에서는 OSPF, Day 4와 Day 5에서는 BGP를 배울 예정이다. ‘기초’를 이해하고 나서, ‘심화’로 나가갈 것이다. 마지막 날인 Day 5에는 ‘수료 테스트’도 준비했다. 꼭 도전해주길 바란다.

 -- 끝 –

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Nikkei Network 25.08

특집 1

<OSPF와 BGP의 기초를 다진다>
2대 라우팅 프로토콜 여름 집중 강좌
<Day1. 라우팅의 기초>
'라우팅 테이블'을 보고 패킷을 전송, 라우터 간 경로 정보를 교환
<Day2. OSPF의 기초>
경로 '트리'에서 최적의 경로 선택, 5가지 유형을 구분하여 정보 교환
<Day3. OSPF의 심화>
2가지 구조로 정보 교환 줄여, '대표'를 정하거나 구역별로 나눠
<Day4. BGP의 기초>
AS 수 등의 '속성'으로 경로를 선택, TCP로 경로 정보 교환
<Day5. BGP의 심화>
3종류의 테이블로 경로 선정 및 송신, AS 간 뿐만 아니라 AS 내에서도 사용
뉴스로 이해
<NEWS close-up 1>
MaaS로 인한 피해 확대
<NEWS close-up 2>
PR TIMES에 부정 액세스
<NEWS close-up 3>
Amazon의 CISO가 말하는 다음에 도래할 AI의 위협
<piyokango의 월간 시스템 트러블>
코스모석유마케팅에서 설정 미스, 개인정보 액세스가 가능해져
<월간 랜섬 리포트>
세계적으로 피해는 감소하는 추세이지만, 일본을 노리는 공격은 높은 수준으로
-- 금전적 이익을 추구하는 'SafePay'에 주의
현장을 알다
<당사자가 직접 밝힌다! 트러블로부터의 탈출>
홋카이도 대지진으로 블랙아웃 발생, 직원들이 하나가 되어 데이터센터 가동 지켜내
<엔지니어의 측면>
모르는 것은 끝까지 추구, 엔지니어 1,000명을 리드하는 위치에
-- USEN FIELDING 필드통괄본부 엔지니어오퍼레이션부의 시마다 품질관리과장
<인터넷은 왜 연결되는가>
세 가지 요소로 인터넷을 이해한다
<말웨어 철저 해부>
분산 장부를 악용하는 EtherHiding
특집 2
<체크시트를 통해 총 점검>
위탁처로부터의 정보 누설을 방지
특별 리포트
<가용성을 높이고 운용 비용을 절감>
'후가쿠' 기간 네트워크 쇄신의 이면
네트워크 스페셜리스트 시험을 통해 배우는 네트워크 기술의 핵심
STPとRSTP
기초부터 배운다
<전문가가 들려주는 초급자 질문>
다크 파이버는 뭐가 '다크'하지?
<그림을 보고 알 수 있는 네트워크 필수 키워드>
CDN
<IEEE 표준화 동향으로 보는 미래>
회장이 말하는 '기술을 마주하는 방법'
<테크놀로지 온고지신>
에이전틱 AI를 통해 생각난 General Magic이 그렸던 꿈

 -- 끝 –

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