인터넷에서의 AS 내부 라우팅: OSPF

인터넷에서의 AS 내부 라우팅: OSPF

네트워크를 동일한 라우팅 알고리즘을 수행하는 동종의 라우터 집합으로 간주하는 관점에서 생기는 문제

• 확장
  • 오늘날 인터넷은 수억 개의 라우터로 구성되어 있어서 라우팅 테이블에 모든 도착지 정보를 저장할 수 없음
  • 라우터 사이에 연결 상태와 링크 비용을 브로드캐스트 하는데 필요한 오버헤드는 엄청나다
  • 수많은 라우터들 사이에서 수행되는 거리 벡터 알고리즘은 수렴되지 않을 것이다.
• 관리 자율성
  • ISP는 일반적으로 자신의 네트워크를 원하는 대로 운용하거나, 네트워크 내부 구성을 외부에 감추기를 원한다.
  • 이상적으로, 하나의 조직은 자신의 네트워크를 외부 네트워크에 연결하면서도 자신이 원하는 대로 네트워크를 운영하고 관리할 수 있어야 함

이 두 가지 문제는 라우터들을 자율 시스템(autonomous system, AS)으로 조직화 하여 해결할 수 있다.

• 한 ISP의 라우터와 그들을 연결하는 링크가 종종 하나의 AS를 이룬다.
• AS를 여러개로 나누는 ISP들도 존재한다.
• 자율 시스템들은 ASN(autonomous system number)로 식별된다.

개방형 최단 경로 우선(OSPF) 프로토콜

개방형 최단 경로 우선(open shortest path first, OSPF)

• 라우팅 프로토콜의 동작 방식이 공개되어 있다.(open)
• 링크 상태(Link State) 알고리즘 이다.

인터넷 서비스 제공업자(ISP) 간의 라우팅: BGP

인터넷의 모든 AS는 경계 게이트웨이 프로토콜이(Border Gateway Protocol)라고 불리는 동일한 AS간 라우팅 프로토콜을 사용한다. 일반적으로 BGP라고 더 잘 알려져 있다.

BGP의 역할

AS간 라우팅 프로토콜로서 BGP는 각 라우터에게 다음과 같은 수단을 제공한다.

• 이웃 AS를 통해 도달 가능한 서브넷 프리픽스 정보를 얻는다.
  • 각 서브넷이 자신의 존재를 인터넷 전체에 알릴 수 있도록 한다.
    • 인터넷의 모든 라우터가 서브넷에 대해 알 수 있게 해줌
• 서브넷 주소 프리픽스의 가장 좋은 경로를 결정한다.

BGP 경로 정보 알리기

• 게이트웨이 라우터(gateway router)
  • AS 경계에 있는 라우터
  • 다른 AS들에 있는 하나 또는 여러 개의 라우터와 연결된다.
  • 1c는 게이트웨이 라우터이다.
• 내부 라우터(internal router)
  • AS 내에 있는 라우터들과 연결되어 있다.
  • 1a,1b,1d

2개의 AS를 연결하는 BGP 연결을 외부 BGP(external BGP, eBGP)라고 하고, AS 내의 라우터 간 BGP 연결은 내부 BGP(internal BGP, iBGP)연결 이라고 한다.

 

AS3은 주소 프리픽스가 x인 서브넷을 포함한다. 프리픽스 x에 대한 도달 가능성 정보를 모든 라우터에게 알리는 과정

• 게이트웨이 라우터 3a는 게이트웨이 라우터 2c에게 'AS3 x'라는 eBGP 메시지를 보낸다.
• 2c는 iBGP 메시지 'AS3 x'를 게이트웨이 라우터 2a를 포함한 AS2 내부에 있는 모든 라우터에게 전송한다.
• 2a는 eBGP 메시지 'AS2 AS3 x'를 게이트웨이 라우터 1c에 보낸다.
• 1c는 iBGP를 사용하여 AS1 내의 모든 라우터에게 메시지 'AS2 AS3 x'를 전달한다.
• 이 과정이 완료되면 AS1과 AS2의 각 라우터들은 x의 존재와 x로 향하는 AS 경로를 알게 된다.

최고의 경로 설정

• AS-PATH
  • 알림 메시지가 통과하는 AS들의 리스트
• NEXT-HOP
  • AS-PATH가 시작되는 라우터 인터페이스의 IP 주소

AS1의 각 라우터는 프리픽스 x로 가는 2개의 BGP 경로를 알게된다.

• 라우터 2a의 맨 왼쪽 인터페이스의 IP 주소; AS2 AS3; x
• 라우터 3d의 맨 왼쪽 인터페이스의 IP 주소; AS3; x

NEXT-HOP; AS-PATH; 목적지 주소 프리픽스 형식으로 구성됨

뜨거운 감자 라우팅

뜨기운 감자 라우팅(hot potato routing)

• 경로 각각의 시작점인 NEXT-HOP 라우터까지의 경로 비용이 최소가 되는 경로를 선택한다.
• 자신의 AS 바깥에 있는 부분에 대한 비용은 신경 쓰지 않고, 최대한 신속하게 패킷을 자신의 AS 밖으로 보냄

경로 선택 알고리즘

1. 속성 중의 하나로서(AS-PATH, NEXT-HOP 외에)지역 선호도(local preference)가 경로에 할당된다. 최고 지역 선호 값을 가진 경로가 선택된다.
2. 최고 지역 선호 값이 여러개면 최단 AS-PATH를 가진 경로가 선택된다.
3. 같은 값이 또 여러개 존재하면 뜨거운 감자 라우팅을 수행한다.(NEXT-HOP 라우터에서 거리가 가장 가까운 경로)
4. 만일 같은 값의 경로가 존재하면 BGP 식별자를 이용하여 경로를 선택한다.

BGP는 인터넷 AS간 라우팅의 사실상(de facto) 표준이다.

라우팅 정책

여러개의 자율 시스템(AS)이 서로 연결되어 있을 때의 라우팅 정책

• 사용자 ISP 접속 네트워크(사용자 네트워크)
  • ISP 접속 네트워크로 들어오는 모든 트래픽은 그 네트워크를 목적지로 해야만 하고, ISP 접속 네트워크에서 나가는 트래픽은 그 네트워크 안에서 생성된 것이어야만 한다.
• 백본 제공자 네트워크(서비스 제공자 네트워크)
  • ISP 백본 네트워크를 통해 흐르는 트래픽은 해당 ISP의 고객 네트워크를 출발지로 하거나 목적지로 해야한다.
    • 그렇지 않다면 트래픽은 ISP 네트워크를 무임승차 하는 것이다.