[허언증/용어정리] Distance Vector v.s Link State

안녕하세요 허언증입니다.

 

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Distance Vector vs Link State

최적의 path를 결정하는 기준(Metric), Router간 교환 라우팅 정보(Message), Routing Table의 생성, 변경 정보의 전달 방식 등에 따른 분류이다. Dynamic Routing에는 주로 두가지의 방식이 사용되는데, 하나는 Link State 방식이고 또 다른 하나는 Distance Vector 방식이다.

• Link State : Network에 대한 전반적인 정보(Topology, path)를 가짐
• Distance Vector : Network의 distance 값에 대한 정보만 가짐.

 

 

Distance Vector Protocol

Distance Vector란 경로 설정을 위한 요소를 거리와 방향에 중점을 두고 만들어진 라우팅 알고리즘이다. 경로 설정(Routing Table)의 일부 또는 전체를 직접 접속된 라우터가 교환하여 라우팅 테이블을 생성, 관리하는 프로토콜로서 특정 목적지에 대한 다수의 경로 중 Hop 수*를 기준으로 최적 경로를 결정한다. 설정은 쉽지만, 주기적인 라우팅 테이블 교환에 의존하므로 변경에 대한 반영이 느리다.

즉, 모든 라우터들은 주기적으로 라우팅 테이블을 교환하여 라우팅 정보의 변화가 생기지 않았는지를 지속적으로 확인 및 관리하게 된다. 이에 해당하는 라우팅 프로토콜에는 RIP, IGRP 등이 있다.

(*hop : 데이터 통신망에서 각 패킷이 매 라우터를 건너가는 양상을 비유적으로 표현한 것. hop 수는 거치게되는 라우터 수를 뜻함.)

 

 

RIP(Routing Information Protocol)

• 최초에 Xerox Network System(XNS) 프로토콜에 사용하기 위하여 설계된 프로토콜
• 1982년 버클리(Berkeley Standard Distribution) 버전의 UNIX에 탑재되기 시작하면서 유닉스와 TCP/IP에 결합되기 시작하였으며, 오늘날에도 가장 일반적으로 사용되는 라우팅 프로토콜 중 하나임.
• RIP에서 라우팅 테이블은 데이터그램 패킷을 통하여 모든 라우터에 방송(broadcast)되며, 송신자와 수신자 간의 거리는 패킷이 경유하는 라우터의 개수에 해당하는 hop 수로 표시.
• 최대 hop을 16으로 제한하므로 16 이상의 경우는 도달할 수 없는 네트워크를 의미함.
• 소규모 네트워크에 주로 이용되며, 네트워크 상황 변화에 신속하게 대처하지 못하며 멀티 캐스팅을 지원하지 못함.

IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)

• 시스코(Cisco)사에서 독자적으로 개발한 프로토콜
• 독립적인 네트워크 내에서만 사용하기 위해 개발된 것
• RIP와 유사하게 IGRP는 hop수를 기준으로 한 정보를 전송함
• 라우팅 경로의 결정은 회선의 전송 능력, 전송 지연 시간, 회선의 사용률, 신뢰성(에러율), MTU(Maximum Transmission Unit : 최대 전송 단위)를 바탕으로 함.
• 복수의 경로상에서 로드 밸런싱(Load Balancing) 기능을 지원함.
• RIP와 유사하지만, 크고 복잡한 네트워크를 위해 개발되었다는 점이 다름.

 

Link State Protocol

Link State Algorithm은 Distance Vector Algorithm이 가지고 있는 제한을 극복하기 위하여 디자인되었다. Link State Algorithm의 성격은 아래와 같다.

• 전체 네트워크의 위상(Topology) 정보를 database 형태로 간직함
• Topology Database를 근거로 SPF(Shortest Path Frist) 알고리즘을 사용하여 Routing Table을 작성함
• 네트워크상에 변화가 생겼을 때만 라우팅 정보를 발송함

따라서 라우팅 정보 트래픽이 훨씬 적다. 하지만 Topology 등 다수의 Metric을 참조하는 Database를 지녀야 하기 때문에 distance vector보다 메모리를 많이 사용하며, 계층적 구조를 가지므로 configuration이 상대적으로 복잡하다는 단점이 있다.

Link State Algorithm을 사용하는 대표적인 라우팅 프로토콜에는 OSPF(Open Shortest Path Frist)가 있다.

 

 

OSPF (Open Shortest Path First)

• IETF(Internet Engineering Task Force)에서 개발한 프로토콜로 link state protocol을 사용하는 shortest path first라는 알고리즘을 사용함.
• SPF(Shortest Path Frist) 알고리즘에서는 모든 라우터가 Topoloty에 관한 모든 정보를 완벽히 가지고 있다.
• 가장 경제적인 경로 지정과 복수 경로 선정 등의 기능을 제공하여 변화 발생에 관한 정보가 RIP에 비하여 빨리 전파된다.
• 라우팅 정보를 인접한 라우터에 모두 전송하는 플러팅(flooding) 방식을 사용하므로 topology에 관한 정보가 전체 네트워크 상의 라우터에서 동일하게 유지된다.
• 각 라우터는 자신을 네트워크의 중심점으로 간주하여 최단 경로의 트리를 구성하며, 라우터 ID는 전체 라우터들을 OSPF에서 식별하는 데 사용된다.
• 식별은 인접된 라우터들의 관계를 설정하는 것과 네트워크에서 구동되는 SPF 알고리즘의 복사본들 사이에서의 메시지 조정을 위해 중요하다.
• 간단한 인증 기능을 제공한다.

 

Hybrid Protocol

Distance Vector Protocol와 Link State Protocol 방식의 장점만을 수용한 프로토콜로, configuraion이 쉽고 효율적이다. 대표적인 라우팅 프로토콜로는 시스코에서 개발한 EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol : 강화 내부 경로 제어 통신 규약 - IGRP를 기반으로 한 개방형 라우팅 프로토콜)이 있다.

 

 

 

 

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글 참고.

https://butter-shower.tistory.com/21