도메인 내 및 도메인 간 라우팅

인터넷 라우팅은 두 가지 계층으로 구성됩니다. OSPF 및 RIP와 같이 단일 관리 도메인 내에서 라우팅하는 내부 프로토콜과, 전역 인터넷을 구성하는 자율 시스템 간에 라우팅하는 외부 BGP(Border Gateway Protocol)입니다.

Definition

도메인 내 라우팅은 내부 게이트웨이 프로토콜을 사용하여 단일 자율 시스템 내에서 경로를 결정하는 것이며, 도메인 간 라우팅은 정책 제어 도달 가능성 정보를 교환하는 외부 BGP(Border Gateway Protocol)를 사용하여 자율 시스템 간의 경로를 결정하는 것입니다.

Scope

이 주제는 실제 인터넷에서 라우팅을 구현하는 프로토콜을 다룹니다. 자율 시스템 내(도메인 내)에서는 주로 링크 상태 프로토콜인 OSPF와 거리 벡터 프로토콜인 RIP와 같은 내부 게이트웨이 프로토콜을 다룹니다. 자율 시스템 간(도메인 간)에는 경로 벡터 BGP(Border Gateway Protocol)를 다루며, 도달 가능성을 전파하고 정책을 지원하며 트랜짓(transit) 및 피어링(peering)과 같은 비즈니스 관계를 가능하게 하는 방법을 포함합니다. 이는 추상적인 라우팅 알고리즘을 기반으로 하며, 그 기반이 되는 그래프 이론은 제외합니다.

Core questions

• 인터넷 라우팅이 도메인 내 및 도메인 간 계층으로 분리되는 이유는 무엇입니까?
• OSPF 및 RIP와 같은 내부 프로토콜은 라우팅 접근 방식에서 어떻게 다릅니까?
• BGP는 자율 시스템 간에 도달 가능성 정보를 어떻게 전파합니까?
• BGP는 순수한 최단 경로가 아닌 정책 및 비즈니스 관계를 어떻게 지원합니까?
• 도메인 간 라우팅에서 발생하는 안정성 및 보안 문제는 무엇입니까?

Key concepts

• 자율 시스템 (AS)
• 내부 게이트웨이 프로토콜
• OSPF (링크 상태)
• RIP (거리 벡터)
• BGP (Border Gateway Protocol)
• 경로 벡터 라우팅
• 라우팅 정책
• 트랜짓 및 피어링
• BGP 경로 전파

Key theories

2계층 라우팅 계층 구조

라우팅은 자율 시스템 내에서 경로를 최적화하는 내부 게이트웨이 프로토콜과 자율 시스템을 연결하는 외부 프로토콜로 나뉘어, 내부 최적화를 전역 도달 가능성으로부터 분리하고 관리 경계를 존중합니다.

경로 벡터, 정책 기반 도메인 간 라우팅

BGP는 각 목적지 프리픽스에 대한 전체 자율 시스템 경로를 광고하며, 이를 통해 네트워크는 루프를 감지하고 엄격한 최단 경로를 선택하는 대신 비즈니스 관계를 기반으로 로컬 정책 선호도를 적용할 수 있습니다.

링크 상태 내부 라우팅

OSPF는 도메인 내에서 링크 상태 광고를 배포하여 각 라우터가 다익스트라 알고리즘을 통해 최단 경로를 계산하도록 하며, 빠른 수렴, 확장성을 위한 영역, 여러 비용 메트릭을 지원합니다.

Clinical relevance

이러한 프로토콜은 운영 중인 인터넷을 구동합니다. OSPF 및 유사한 내부 프로토콜은 장애 발생 후 대규모 기업 및 공급자 네트워크가 수렴되도록 유지하며, BGP는 수만 개의 자율 시스템을 단일한 도달 가능한 인터넷으로 연결합니다. BGP의 정책 메커니즘은 인터넷의 경제학을 인코딩하며, BGP의 잘못된 구성 및 하이재킹은 대규모 서비스 중단 및 보안 사고의 반복적인 원인이 됩니다.

History

초기 내부 라우팅은 거리 벡터 RIP를 사용했으며, 이후 대규모 네트워크를 위해 링크 상태 OSPF(RFC 2328)가 보완되었습니다. 인터넷이 독립적으로 운영되는 네트워크들의 네트워크가 되면서, 정책 기반의 자율 시스템 간 라우팅을 처리하기 위해 EGP(Exterior Gateway Protocol)와 BGP(현재 버전 BGP-4, RFC 4271)가 등장했으며, BGP는 그 이후로 인터넷의 도메인 간 라우팅 프로토콜로 남아 있습니다.

Debates

배포 가능성을 해치지 않으면서 BGP 보안 강화

BGP는 기본적으로 경로 광고를 신뢰하여 경로 하이재킹 및 유출을 가능하게 합니다. RPKI 원본 유효성 검사 및 경로 유효성 검사와 같은 제안된 방어책은 보안을 향상시키지만, 점진적 배포 및 운영상의 어려움에 직면하여 채택이 점진적이고 부분적으로 이루어졌습니다.

Key figures

• Yakov Rekhter
• John Moy
• Jennifer Rexford

Seminal works

• rfc4271
• rfc2328
• kurose2021

Frequently asked questions

자율 시스템이란 무엇입니까?

자율 시스템은 인터넷 서비스 제공업체나 대기업과 같이 단일 관리 제어 하에 있는 네트워크 또는 네트워크 그룹으로, 나머지 인터넷에 통합된 라우팅 정책을 제시합니다. 각 시스템은 AS 번호로 식별되며, BGP는 이러한 시스템 간에 트래픽을 라우팅합니다.

BGP는 왜 단순히 최단 경로를 선택하지 않습니까?

도메인 간 라우팅은 경로 길이뿐만 아니라 비즈니스 및 정책 선택을 반영합니다. 네트워크는 비용을 지불하는 제공업체를 통한 더 짧은 경로보다 무료로 피어링하는 파트너를 통한 경로를 선호하거나 특정 네트워크를 완전히 피할 수 있습니다. BGP는 각 자율 시스템이 경로를 선택하고 광고할 때 이러한 정책을 적용할 수 있도록 합니다.