'거리 벡터'
거리 벡터 정의
거리 벡터는 네트워크 장치가 데이터 패킷을 전달하기 위한 최적의 경로를 결정하는 데 사용되는 라우팅 알고리즘입니다. 이는 다른 네트워크 노드까지 도달하기 위해 필요한 라우터 홉 수를 기준으로 거리를 계산합니다.
거리 벡터 라우팅 작동 방식
거리 벡터 라우팅은 다음 단계들을 통해 작동합니다:
라우팅 테이블 유지: 네트워크의 각 라우터는 직접 연결된 이웃과 해당 거리의 테이블을 유지합니다. 이 테이블은 라우팅 테이블이라고 합니다. 거리는 일반적으로 홉 카운트로 표시되며, 특정 네트워크 노드에 도달하기 위해 통과해야 하는 라우터의 수를 나타냅니다.
라우팅 정보 교환: 주기적으로 라우터들은 인접 라우터들과 라우팅 테이블을 교환합니다. 이 과정은 라우팅 테이블 교환 또는 라우팅 업데이트라고 불립니다. 정보를 교환함으로써 라우터들은 네트워크의 토폴로지와 여러 네트워크 목적지까지의 경로에 대한 더 포괄적인 그림을 구축할 수 있습니다. 거리 벡터 라우팅 프로토콜은 이러한 교환을 촉진하기 위해 Routing Information Protocol (RIP)와 Border Gateway Protocol (BGP) 같은 메시지를 사용합니다.
최적 경로 계산: 받은 라우팅 테이블을 기반으로 각 라우터는 목적지 네트워크에 도달하기 위한 최적의 경로를 다시 계산합니다. 이는 각 이웃으로부터의 홉 카운트를 고려하고, 홉 수가 가장 적은 경로를 최적 경로로 선택합니다. 이 과정은 모든 목적지 네트워크에 대해 반복됩니다. 그런 다음 라우팅 테이블이 적절하게 업데이트됩니다.
업데이트 및 수렴: 라우터들은 안정적인 라우팅 구성이 달성될 때까지 라우팅 테이블을 계속 업데이트하고 공유합니다. 이는 모든 라우터가 일관된 라우팅 테이블을 가지고, 다양한 목적지에 도달하기 위한 최적 경로에 동의할 때 발생합니다. 라우팅 업데이트는 라우터 또는 링크의 추가 또는 제거와 같은 네트워크 토폴로지의 변화가 있을 때마다 보내집니다.
거리 벡터 라우팅의 혜택과 제한사항
거리 벡터 라우팅에는 여러 장점과 제한사항이 있습니다:
거리 벡터 라우팅의 이점:
- 단순성: 거리 벡터 라우팅은 구현하고 이해하기에 상대적으로 간단하며, 중소 규모 네트워크에 적합합니다. 최적의 경로를 결정하는 데 수반되는 계산은 간단하며 복잡한 알고리즘이 필요하지 않습니다.
- 낮은 오버헤드: 거리 벡터 라우팅은 다른 라우팅 알고리즘에 비해 적은 계산력과 메모리를 요구하므로, 리소스 사용 측면에서 더 효율적입니다. 라우팅 테이블은 간결하며 직접 연결된 이웃에 대한 정보만 저장합니다.
- 확장성: 거리 벡터 라우팅은 네트워크 토폴로지의 변화에 적응하고 변경에 대응하여 새로운 경로를 찾을 수 있으므로 확장성이 높습니다. 이는 중요한 구성 변경 없이도 네트워크를 쉽게 확장할 수 있게 합니다. RIP 및 BGP와 같은 거리 벡터 프로토콜은 대규모 네트워크에서 널리 사용됩니다.
거리 벡터 라우팅의 제한사항:
- 느린 수렴: 거리 벡터 라우팅은 더 큰 네트워크나 빈번한 토폴로지 변화가 있는 네트워크에서 느린 수렴을 경험할 수 있습니다. 이는 라우터들이 네트워크의 변화를 배우기 위해 주기적인 업데이트에 의존하기 때문으로, 라우팅 정보 전파에 잠재적인 지연을 초래할 수 있습니다. 느린 수렴은 일시적인 라우팅 불안정성과 수렴 과정 중 비최적 경로를 야기할 수 있습니다.
- 무한으로의 카운트 문제: 거리 벡터 라우팅은 네트워크에서 잘못된 라우팅 정보가 무한대로 전파될 수 있는 무한으로의 카운트 문제에 취약합니다. 이 문제를 완화하기 위해 split horizon 또는 poison reverse와 같은 다양한 방법이 사용됩니다. 이러한 기술은 라우터가 학습한 대로 이웃에게 경로를 광고하는 것을 방지하여 라우팅 루프를 피합니다.
- 비효율적인 경로 선택: 거리 벡터 라우팅은 경로 선택을 위한 메트릭으로 홉 수만 고려합니다. 이는 대역폭, 대기 시간 또는 링크 신뢰성과 같은 다른 메트릭 측면에서 항상 가장 최적의 경로를 결과하지 않을 수 있습니다. 거리 벡터 프로토콜은 실시간 또는 동적 성능 메트릭에 기반한 라우팅 결정을 내릴 수 없어, 네트워크 성능을 최적화하는 경로 선택 능력을 제한합니다.
거리 벡터 라우팅 알고리즘의 예시
여러 거리 벡터 라우팅 알고리즘이 개발되었습니다. 여기 몇 가지 예시가 있습니다:
Routing Information Protocol (RIP)
Routing Information Protocol (RIP)은 가장 오래되고 잘 알려진 거리 벡터 라우팅 프로토콜 중 하나입니다. RIP는 홉 수를 메트릭으로서 최적 경로를 계산합니다. 각 네트워크에는 초과할 수 없는 최대 홉 수가 있습니다. 홉 수가 이 한계를 초과하면 네트워크는 도달할 수 없는 것으로 간주됩니다. RIP는 수렴을 개선하고 라우팅 루프를 방지하기 위해 route poisoning 및 hold-down timers와 같은 여러 메커니즘을 사용합니다.
Open Shortest Path First (OSPF)
Open Shortest Path First (OSPF)는 거리 벡터 및 링크 상태 특징을 모두 지원하는 인기 있는 링크 상태 라우팅 프로토콜입니다. OSPF는 대역폭과 링크 신뢰도와 같은 요소를 고려하는 더 정교한 메트릭인 cost를 사용합니다. OSPF 라우터는 링크 상태 광고라는 라우팅 정보를 교환하여 네트워크 토폴로지의 포괄적 지도를 구축합니다. OSPF는 이 정보를 사용하여 Dijkstra 알고리즘을 사용해 최단 경로를 계산합니다. OSPF는 거리 벡터 라우팅 프로토콜 요소를 가지고 있지만, 세부적인 토폴로지 지도 유지를 중시해서 종종 링크 상태 라우팅 프로토콜로 분류됩니다.
Border Gateway Protocol (BGP)
Border Gateway Protocol (BGP)은 인터넷의 자율 시스템(AS) 간의 라우팅에 사용되는 외부 게이트웨이 프로토콜입니다. BGP는 거리 벡터와 경로-벡터 라우팅의 요소를 결합한 경로 벡터 프로토콜입니다. BGP는 다양한 요소, 예를 들어 경로 속성과 정책 규칙을 고려하여 라우팅 결정을 내립니다. BGP 라우터는 라우팅 정보를 교환하고 네트워크 관리자가 정의한 정책에 기반하여 최적 경로를 협상합니다. BGP는 매우 확장 가능해서 글로벌 인터넷의 라우팅 복잡성을 처리할 수 있습니다.
거리 벡터 라우팅은 네트워크 내 데이터 패킷에 대한 최적 경로를 결정하는 데 사용되는 라우팅 알고리즘입니다. 이는 다른 네트워크 노드에 도달하기 위해 필요한 라우터 홉 수를 기준으로 거리를 계산합니다. 거리 벡터 라우팅은 단순성과 확장성을 제공하지만 느린 수렴 및 비효율적인 경로 선택 등의 제한 사항도 있습니다. 거리 벡터 라우팅 알고리즘의 예로는 RIP, OSPF, 그리고 BGP가 있습니다.
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