네트워크 계층의 라우팅 프로토콜에 대해서
정리를 위해 작성하려고 한다.

정적 라우팅과 동적 라우팅의 차이점 그리고,
내부 라우팅 프로토콜(IGP)과
외부 라우팅 프로토콜(EGP)의 구분,
자율 시스템(AS)의 개념을 바탕으로
RIP, OSPF, BGP의 특징과 알고리즘을 상세히
다루고자 한다.

1. 라우팅 프로토콜

위 그림에서 위-아래 방향으로 차례로 설명해보자면,

1. 네트워크 계층(OSI 3계층)에서 시작하여
   

2. 라우팅 프로토콜이 정적 라우팅과 동적 라우팅
   으로 분류가 되고

3. 동적 라우팅이 다시 내부 라우팅 프로토콜(IGP)과
   외부 라우팅 프로토콜(EGP)로 나뉘게 되며
   

4. IGP는 RIP과 OSPF가 포함이 되고
   

5. EGP에는 BGP가 포함이 된다.

1-1. 라우팅 프로토콜 요약

라우팅, 프로토콜 종류	핵심 키워드
정적 라우팅	고정된 경로 사용
동적 라우팅	동적으로 경로 변경
내부 라우팅 프로토콜(IGP)	같은 네트워크 내
외부 라우팅 프로토콜(EGP)	다른 네트워크 간
RIP	홉(hop) 수 사용
OSPF	경로 비용 사용, 링크 상태 알고리즘, AS를 지역으로 나눔
BGP	경로 벡터 알고리즘 사용, 초기 전체 라우팅 테이블 교환

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2. 정적 라우팅 VS. 동적 라우팅

2-1. 정적 라우팅

Router 설정 시, 미리 경로를 정의하고
고정된 경로를 사용하는 방식이다.

2-2. 동적 라우팅

Router 설정 시, 경로를 자동으로 계산하고,
동적으로 경로를 변경하는 방식이다.

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3. 내부 라우팅 프로토콜(IGP) VS. 외부 라우팅 프로토콜(EGP)

3-1. IGP

같은 네트워크 내에서 사용되는 라우팅 프로토콜

3-2. EGP

다른 네트워크 간에 사용되는 라우팅 프로토콜

같은 네트워크와 다른 네트워크의 구분 기준?

자율 시스템(AS, Autonomous System)
가장 중요한 구분 기준은 자율 시스템(AS)이다.

1. 같은 네트워크 (같은 AS)

• 하나의 조직이나 기관이 관리하는
  네트워크 영역

2. 다른 네트워크 (다른 AS)

• 서로 다른 조직이나 기관이 관리하는
  네트워크 영역

관리 주체 기준?

1. 같은 네트워크

• 동일한 네트워크 관리자나 조직이 제어하는 영역

2. 다른 네트워크

• 서로 다른 관리 주체가 운영하는 네트워크

구체적인 예시?

1. 같은 네트워크 (IGP 사용)

• 한 회사에서 내부의 여러 부서 네트워크
• 대학교 캠퍼스 내의 각 건물별 네트워크

2. 다른 네트워크 (EGP 사용)

• KT와 SKT 같은 서로 다른 통신사 네트워크
• 한국과 미국의 인터넷 연결
• 서로다른 ISP(인터넷 서비스 제공업체)
  간 연결

AS 번호로 구분?

각 자율 시스템은 고유한 AS 번호를 가진다.

• AS 1 ~ AS 65535 : 공인 AS 번호
• Ex : KT(AS 4766), SKT(AS 9318), 구글(AS 15169)

4. 내부 라우팅 프로토콜(IGP)

4-1. RIP

• 거리 벡터 알고리즘- 벨만 포드 알고리즘 사용
• 각 라우터가 인접 라우터로부터 거리 정보를 받아
  라우팅 테이블 업데이트
• 홉 카운트를 기준으로 최대 15홉까지 지원

4-2. OSPF

• 링크 상태 알고리즘 - 다익스트라 알고리즘 사용
• 각 라우터가 전체 네트워크 토폴로지를 파악한 후
  최단 경로 계산
• 경로 비용(COST)을 기준으로 최적 경로 선택
• 대규모 네트워크에 적합하며 빠른 수렴 특성

OSPF 경로 비용 계산

비용 고려 요소

• 대역폭 : 링크의 전송 속도 (가장 중요!)
• 지연시간 : 패킷 전송 지연
• 신뢰성 : 링크의 안정성
• 로드 : 현재 링크 사용률
• MTU : 최대 전송 단위

경로 선택 원리

• 여러 경로 중 총 비용이 가장 낮은경로
  를 선택
• 각 링크의 비용을 합산하여 전체 경로
  비용 계산
• 동일한 목적지에 대해 여러 경로가 있을 때
  비용이 낮은 경로 우선 선택

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5. 외부 라우팅 프로토콜(EGP)

5-1. BGP

• 경로 벡터 알고리즘 사용
• 목적지까지의 전체 AS 경로 정보를 교환
• 인터넷 백본에서 사용되는 핵심 프로토콜

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6. 라우팅 알고리즘 비교

6-1. 거리벡터 vs. 링크 상태 vs. 경로 벡터

구분	거리 벡터	링크 상태	경로 벡터
대표 프로토콜	RIP	OSPF	BGP
최단 경로 계산	홉 수 사용	경로 비용 사용	경로 벡터 사용
교환 정보	거리(홉 수)	전체 토폴로지	전체 경로
알고리즘	벨만-포드	다익스트라	경로 벡터
사용 범위	소규모 네트워크	대규모 네트워크	AS 간 연결