Day4. 라우터

1. Router
   1. 개념: Route(길) + er ⇒ 경로를 찾아주는 장치
   2. 서로 다른 네트워크와 연결해 주는 장비.
   3. Router Interface Type
      1. Local router interface = LAN interface (개인 PC ↔ Switch ↔ Router 구간)
      2. Remote router interface = WAN interface (Router ↔ 외부 네트워크 구간)
2. Routing Table ⇒ MAC Address Table과 같이 주소를 모아놓은 DB
   1. 경로가 여러개인 경우 Best Path만을 table에 올리고 나머지 경로들은 데이터 베이스에 저장한다.
   2. Switch는 목적지를 모르는 frame을 Flooding하지만, Router는 목적지를모르는 Packet을 Drop한다.
      ⇒ 즉, Routing table에 목적지의 정보가 없는 Packet은 폐기한다.
3. Best Path selection in Routers
   1. Router는 Packet을 Forwarding하기 위하여 각 네트워크에 대한 Best path를 선출한다.
   2. 선출된 Best path는 Routing table에 등록되고 Packet의 Destination IP address 정보를 Routing table에서 lookup하여 forwarding한다. (lookup n, 검색, 색인)
   3. Best Path 선출 기준 (Routing protocol → Administrative distance → Longest match)
      1. Longest match (얼마나 정보가 상세한가?)
         : subnet의 길이가 가장 긴 네트워크. 즉, 보다 자세한 정보를 우선한다.
         ⇒ subnet 길이가 길다 (구간 내 호스트가 적기 때문에 찾기 더 빠르다.)
      2. Administrative distance (어느 프로토콜이 더 빠르고 신뢰성이 있는가?)
         : routing protocol의 우선순위이다 (벤더마다 다르다)
         1. what is Administrative distance? ⇒ 관리거리
         1. 하나의 라우터에 복수의 라우팅 프로토콜이 동작해서, 동일 목적지에 대해 둘 이상의 서로 다른 경로가 제시되었을때 ⇒ 최적의 경로를 선택하기 위해 사용하는 기능
         2. 각 라우팅 프로토콜 관리거리(AD) 값의 도움을 받아 가장 낮은 값을 선택하여 우선 순위를 지정 ⇒ 낮은 AD 값의 프로토콜이 더 높은 신뢰성을 가진다. (더 안정적이라는 의미)
      3. Routing protocol (어떤 방식으로 경로를 할당할 것인가?) : routing protocol마다 best-path를 선출하는 기준이다.
         1. 종류
            1. Static routing protocol :경로를 정적으로 할당하는 개념/관리자가 라우터에 직접 경로를 설정한다./ 환경변화가 거의 없는 작은 네트워크/ 특정 네트워크 간에 통신을 해야하는 경우에 사용한다.
               1. Router에 관리자(사람)가 일일이 수동으로 경로를 입력.
               2. 한번 경로를 설정하면 무조건 해당 경로로 전송한다.
               3. Router의 입장에서는 경로를 선정할 이유가 없기 때문에 부하가 적다.
               4. 장점/ 단점
                  1. 장점
                     1. CPU가 Best Path 연산을 하지 않기 때문에 속도가 빠르고, 메모리도 적게 사용하기 때문에 선응이 좋아진다.
                     2. Dynamic Routing Protocol처럼 Routing table을 교환할 필요가 없어서 대역폭을 절약할 수 있다.
                     3. 정보가 외부로 전송되지 않기 때문에 Dynamic Routing Protocol보다 보안 측면에서 더 안전하다.
                  2. 단점
                     1. 통신 장애가 발생하더라도 관리자가 장애를 인지하고 경로 설정을 하기 전까지는 정해진 경로로 전송
                     2. 장애가 발생할 경우 그때마다 경로를 수정해야함.
                        ⇒ 대규모 네트워크 상황에서는 사용하기 어렵다.
                        ⇒ why? 그 많은 경로들을 사람이 하나씩 관리해야 하기에.
            2. Dynamic routing protocol
               ⇒ 경로를 동적으로 할당하는 개념
               ⇒ RIP, EIGRP, OSPF, IS-IS 등 라우터에 프로세스를 동작하여 라우터가 학습하도록 한다.
               ⇒ 대규모 네트워크에서 사용한다 (예: IDC)
               1. 장단점
               1. 장점: 관리자의 수고가 줄어든다.
               2. 단점: cpu 부담이 크다 ⇒ 라우터나 네트워크 자체에 부하가 많이 발생한다.
               2. 특징
               1. Data Structures: 학습된 정보를 저장하기 위한 데이터베이스를 가지고 있다.
               2. Routing Protocol message: 네트워크 정보를 상호 간에 전달하기 위하여 여러 타입의 메세지를 가지고 있다
               3. Altorithm: Best Path를 산출하기 위한 알고리즘을 가지고 있다.
         2. IGP & EGP
            1. IGP (Internal Gateway Protocol)
               1. 개념 ⇒ 네트워크 집합을 몇 개의 그룹으로 나우었을 때, 동일 그룹 내에서 라우팅 정보를 교환할 때 사용하는 라우팅 프로토콜
               2. 특징
                  1. 기업 내부에서는 IGP 프로토콜을 사용
                  2. 내부 → 내부 통신
                  3. 가장 빠른 경로를 찾는 것이 목적
               3. Distance Vector Routing Protocols: hop count가 가장 적은 경로를 선택함./How? 연결된 라우터에 목적지에 도달 가능한지/ hop count를 물어본 후 해당 값을 기반으로 결정./받았는지 안받았는지 확인할 수가 없기에(ACK가 없기에) 주기적으로 연결정보를 수정해야함 (Every 30 sec)
                  1. RIP: ACK가 패킷에 들어갔기에 신뢰성 문제를 보완함/ 누락된 패킷만 재전송하면 되는 방식으로 개선됨.

                     1. 장점: 단순하고 설정도 간단

                     2. 단점: 최대 15홉 라우터까지 밖에 전송이 안 됨 (대규모 네트워크에는 적합하지 않다.)

                     3. RIPv1 & RIPv2

                        RIPv1	RIPv2
                        Classful 라우팅 프로토콜	Classless 라우팅 프로토콜
                        VLSM, CIDR을 지원하지 않음	VLSM, CIDR을 지원

                        VLSM: 서브넷팅한 네트워크의 크기를 다르게 설정하는 기술
                        CIDR: 서브넷팅을 지원한다는 개념으로 접근. 추후에 찾아볼 것. |
                        | 업데이트 정보에 서브넷 마스크 포함 X | 업데이트 정보에 서브넷 마스크 포함 O |
                        | 업데이트 정보에 브로드캐스트 주소 사용 | 업데이트 정보에 멀티캐스트 주소 사용 |
                        | 인증 지원 X | 인증 지원 O |

               4. Link-State Routing Protocols
                  ⇒ 서로의 Routing table을 공유함. 모든 라우터에서의 경로를 알 수있기 때문에 최적의 경로를 선출할 수 있음.
            2. EGP (External Gateway Protocol)
               1. 다른 그룹과 라우팅 정보를 교환하는 프로토콜
               2. 라우팅 도메인 간에는 EGP 프로토콜을 사용
               3. 외부 → 내부 통신에 사용
               4. 속도보다 안정적인 통신에 집중
            3. 공통점/ 차이점
               1. 공통점
                  1. IGP & EGP 둘 다 모두 나의 위치를 알려준다.
               2. 차이점
                  1. EGP는 멀리 있는 외부에서 내부로 진입할 수 있는 경로를 알려주는 것
                  2. IGP는 내부로 진입한 상태에서 좀 더 세부적인 설명을 통해 최적의 경로를 알려주는 것.
            4. classful/ classless
               • 서브넷 마스크와 함께 통신 될 경우 ⇒ 기존 ip의 클래스가 큰 의미를 가지지 않게 되기 때문에 classless.
               • 서브넷 마스크와 함께 통신 되지 않을 경우 ⇒ classful