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강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜
강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)은 시스코(Cisco)사에서 개발한 라우팅 프로토콜로, 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜(Interior Gateway Routing Protocol)을 발전시켜서 만든 것이다.
개요
강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜은 기존의 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜이 발전된 것이다. 시스코에서 개발한 전용 프로토콜이 2016년 5월에 RFC 7868로 표준으로 제정되면서 다른 벤더사의 장비에서도 합법적으로 구동시킬 수 있게 되었다. 거리 벡터 방식의 라우팅 프로토콜로, 주 네트워크(Major Network) 경계에서 자동 축약(Auto summary) 된다. 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜의 매트릭 방식을 그대로 사용하여 최적 경로를 선택한다. 링크 상태 라우팅 프로토콜과 같이 네트워크 변화에 즉시 업데이트를 해준다. 라우팅 정보 전송을 위해 포트 번호 88번을 사용하고, 확장 업데이트 알고리즘(Diffusing Update Algoritjm)을 사용하여 최적 경로와 후속 경로를 선출한다. 관리 거리(Administrative Distance, AD)값은 내부 90, 외부 170이다. 클래스풀(Classful) 방식과 클래스리스(Classless) 방식을 모두 지원하여 자동 축약과 수동 축약 두 가지를 다 지원한다.
특징
거리 벡터 방식으로 경로를 학습하기 때문에 링크 상태 알고리즘을 사용할 때 보다 비교적 리소스 발생이 적다. 네트워크 변화에 즉시 반응하고, 최적 경로에 문제가 생기면 대체 경로를 설정하여 바로 변경이 가능해, 수렵시간이 빠르다. 라우팅 정보 프로토콜과 마찬가지로 스플릿 호라이즌이 적용되고, 동일한 값의 최적 경로만을 사용하여 부하 분산을 지원하는 라우팅 정보 프로토콜이나 최단경로 우선 프로토콜과는 달리 메트릭 값이 다른 경로에도 부하를 분산 시킬 수 있다. 또한 최단경로 우선 프로토콜에 비해 설정이 간단하다는 장점이 있다. 다만, 중소규모 네트워크에서는 사용 가능하지만 대규모 네트워크에서 사용할 경우 SIA(Stuck In Active) 현상이 발생할 수도 있다.[1] 표준으로 제정되기 전까지는 시스코 전용 프로토콜로, 시스코 장비에서만 돌아간다는 단점이 있었지만, 이 문제는 표준이 되면서 해결 되었다.
동작
패킷
강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜은 헬로 패킷. 쿼리 패킷, 업데이트 패킷, 응답 패킷, ACK 패킷 5가지를 사용하여 이웃 관계를 형성하고, 정보를 교환한다.
- 헬로 패킷(Hello Packet): 강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜 형성 및 유지를 위해서 교환되는 패킷으로, 이웃 관계를 형성한 인접 라우터는 강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜의 이웃 테이블에 등록된다. 강화 내부게이트웨이 라우팅 프로토콜 라우터는 헬로 패킷을 교환한 후, 자율 시스템 번호(Autonomous System Number, ASN), K-값, 인증(Authentication), 서브넷 대역과 같은 조건들이 일치하는 경우에만 이웃 관계를 형성할 수 있다. 헬로 패킷은 이웃 관계를 형성한 후 주기적으로 교환되면서 상대방 장비에 대한 킵얼라이브(Keepalive)를 확인한다. 이더넷이나 점 대 점(HDLC, PPP), T1(1544Kbps) 이상의 NBMA 구간에서는 헬로 주기와 홀드 타이머가 각각 5초, 15초이고, T1 미만의 NBMA 구간에서는 헬로 주기와 홀드 타이머가 각각 60초와 180초이다. 이웃 관계에 있는 라우터가 일정 시간 동안 헬로 패킷에 대한 응답을 하지 않으면 장애로 판단하여 이웃 관계를 끊는다.
- 쿼리 패킷: 라우팅 정보를 요청하는 패킷으로, 특정 목적지 네트워크에 대한 최선 경로에 장애가 발생되었고, 해당 목적지에 대한 차선 경로가 없는 경우 사용한다. 인접한 라우터에게 쿼리 패킷을 전송하여 목적지로 향하는 다른 대체 경로가 있는지 확인하고, 해당 경로가 있다는 응답을 받게 되면 해당 경로를 새롭게 테이블에 등록하게 된다.
- 업데이트 패킷: 강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜의 이웃관계 형성 후 자신의 토폴로지 테이블 정보를 이웃 장비에게 알려주기 위한 목적으로 사용된다. 이 외에도 망에 변화가 생겼을 경우 해당 정보를 알려주기 위한목적으로도 사용된다.
- 응답 패킷: 수신한 쿼리 패킷에 대한 응답 메시지로, 쿼리 패킷과 응답 패킷의 개수는 동일해야 한다. 새로운 대체 경로 정보가 없는 경우에도 응답 메시지를 보내어 응답을 해야 한다. 쿼리 패킷을 전송한 라우터가 3분 이내로 인접 라우터에게 응답을 수신하지 못하는 경오 해당 라우터와 강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜의 이웃관계를 단절한다. 그런데 이는 SIA 현상의 원인이 된다.
- ACK 패킷: 강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜은 IP 기반으로 동작하기 때문에 신뢰성이 없다. 이웃 장비에게 전송한 업데이트 패킷, 쿼리 패킷, 응답 패킷이 정상적으로 수신되었는지 확인이 불가능하기 때문에 이를 해결하기 위해 별도의 Ack 패킷을 만들어 각 패킷에 대한 수신 여부를 상대방장비에게 확인시켜준다. 즉, 신뢰성 있는 전송이 가능하다. 만약 업데이트, 쿼리, 응답 전송 후 일정 시간 동안 강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜의 Ack 패킷을 수신하지 못할 경우 최대 16회 재전송을 수행하고, 그 안에 상대방 장비로부터 강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜의 Ack를 수신하지 못하는 경우 이웃 관계를 단절한다.[2] 헬로 패킷과 Ack 패킷에 대해서는 수신을 확인하지 않는다.[3]
메트릭
단순히 홉 카운트를 메트릭 요소로 사용했던 라우팅 정보 프로토콜과는 다르게, 강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜은 여러 요소들을 복합적으로 사용한다. 대역폭, 부하, 지연, 신뢰성, MTU를 각각 K1, K2, K3, K4, K5로 가정하고, 특정 공식에 대입 하여 구한 결과 값을 메트릭으로 사용한다. 부하와 신뢰성은 고정된 값을 사용하는 것이 아니고, 5분마다 평균값을 계산하여 사용하는 것이기 때문에 이로 인한 망의 안전성 문제가 발생할 수 도 있다. 오늘날에는 대역폭(K1)과 지연(K3)만을 사용한다. 대역폭과 지연에 대한 기본 값은 1이고, 나머지는 모두 0으로 본다. 물론 관리자가 명령어를 이용하여 부하나 신뢰성을 메트릭 공식에 사용할 수 있지만 거의 변경하지 않는다. 메트릭을 구할 때 주의할 점은 모든 라우터가 동일한 K값을 사용해야 하기 때문에 동일 자율 시스템 내의 모든 라우터의 K값을 변경해야 한다. 현재 실제로 사용하고 있는 공식은 (10^7/가장 느린 대역폭 + 모든 지연의 합/10) * 256으로, 대역폭과 지연을 제외한 나머지 값은 0으로 보기 때문에 생략한다. 대역폭과 지연의 값은 상황에 맞게 관리자가 명령어로 변경해주어야 하고, 인터페이스의 대역폭과 지연 값이 실제 대역폭과 지연 값에 영향을 주지 않아야 한다.[2]
절차
강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜이 라우팅 경로를 계산하는 절차는 다음과 같다. 인접 라우터가 서로 헬로 패킷을 교환한 후, 이웃 관계를 맺고, 이웃 테이블을 생성한다. 업데이트 패킷을 통해 라우팅 정보를 교환하여 토폴로지 테이블을 생성하고, 만들어진 토폴로지 테이블의 정보를 종합하여 라우팅 경로를 계산하고 최적 경로를 라우팅 테이블에 저장한다. 특정 네트워크로 가는 경로 또는 인접 라우터가 다운되었을 때는 앞의 방법에 쿼리 패킷과 응답 패킷을 사용하여야 한다. 토폴로지 테이블에 차선 경로가 있는 경우에는 바로 라우팅 테이블에 최적 경로를 저장하면 된다. 그렇지 않은 경우, 쿼리 패킷으로 다운된 네트워크의 라우팅 정보 요청 및 응답 상태 테이블을 생성한다. 응답 패킷을 사용하여 라우팅 정보 수신 및 토폴로지 테이블을 생성하고, 수신한 라우팅 정보들을 사용하여 경로를 계산하고 최적 경로를 라우팅 테이블에 저장한다.[1]
테이블
강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜은 이웃 테이블, 토폴로지 테이블, 라우팅 테이블 3가지의 테이블을 가진다. 이웃 테이블은 직접 연결된 인터페이스를 통해 직접 접근할 수 있는 데이터를 가진 이웃 라우터들에 대한 데이터를 저장한다. 토폴로지 테이블은 이름과는 다르게 완전한 네트워크 토폴로지의 개요를 저장하지는 않는다. 이 테이블에는 개별 매트릭과 더불어 강화 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜 라우티드 네트워크의 목적지 네트워크의 목록을 포함한다. 또, 모든 목적지에 대해 최선 경로와 차선 경로가 식별되며, 이들이 존재하면 테이블에 저장된다. 토폴로지 테이블 내의 모든 목적지는 라우팅이 안정적이고, 라우터가 모든 목적지에 대한 경로를알고 있는 패시브(Passive)와 토폴로지가 변경되어 라우터가 목적지에 대한 경로를 업데이트하는 과정에 있는 액티브(Active) 두 가지로 표시된다. 라우팅 테이블은 모든 목적지에 대한 실제 경로를 저장하는 테이블로[4], 최적 경로에 대한 정보만을 가지고 있다가, 최적 경로에 문제가 생기면 대체 경로가 최적 경로로 선택되어 라우팅 테이블에 올라오게 된다.[3]
경로
최적 경로(Successor)와 차선경로(Feasible Successor)를 선택해야 한다.[4]
문제
대규모 네트워크에서 사용할 경우 SIA 현상이 발생할 수 있다.
해결 방안
각주
참고자료
- 〈EIGRP의 개요〉, 《티스토리》, 2014-05-28
- 피망IT, 〈EIGRP 개념, 특징, Metric, Packet〉, 《티스토리》
- Nirsa, 〈(Network) 동적 라우팅 EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) 개념 및 설정 방법〉, 《티스토리》, 2020-01-10
- 〈EIGRP〉, 《위키백과》
같이 보기
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