라우팅 프로토콜과 흐름 제어

라우팅 프로토콜(routing protocol)은 라우터끼리 길 정보를 주고받아 목적지까지 가는 경로 표를 스스로 만들게 하는 약속이다. 흐름 제어(flow control)는 받는 쪽이 감당할 만큼만 보내도록 속도를 맞추는 기법이다. 실기 시험은 IGP와 EGP의 구분, RIP·OSPF·BGP의 특징, 흐름 제어의 정지-대기와 슬라이딩 윈도우(sliding window)를 묻는다.

자율 시스템과 IGP·EGP

자율 시스템(AS, Autonomous System)은 한 기관이 하나의 정책으로 관리하는 라우터와 네트워크의 묶음이다. 인터넷은 AS 수만 개가 이어진 것이라 라우팅도 안과 밖 두 단계로 나눈다.

IGP(Interior Gateway Protocol, 내부 게이트웨이 프로토콜)는 하나의 AS 안에서, EGP(Exterior Gateway Protocol, 외부 게이트웨이 프로토콜)는 AS와 AS 사이에서 쓰는 라우팅 프로토콜이다. EGP는 1980년대 인터넷에서 실제로 쓰던 한 프로토콜의 이름이기도 한데, 1990년대 중반 BGP로 대체됐다. 그래서 BGP를 옛 EGP의 뒤를 이은 AS 간 프로토콜로 본다.

거리 벡터와 링크 상태

거리 벡터(distance vector) 방식은 라우터가 이웃에게 "어느 목적지까지 몇 단계"라는 자기 표를 주기적으로 넘겨준다. 받은 라우터는 이웃의 값에 자기와 이웃 사이 비용을 더해 가장 싼 경로를 고른다. 단순하지만 소식이 한 칸씩 퍼져 변화 반영이 느리고 경로 루프가 생길 수 있다.

링크 상태(link state) 방식은 라우터가 자기에게 붙은 링크의 상태를 망 안의 모든 라우터에게 알린다. 그러면 각 라우터가 전체 지도를 갖고 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘으로 최단 경로를 직접 계산한다. 변화가 빠르게 반영돼 큰 망에 알맞다.

주요 라우팅 프로토콜

프로토콜	구분	방식	특징
RIP	IGP	거리 벡터	벨만-포드, 최대 15홉, 30초마다 갱신, 소규모 망
OSPF	IGP	링크 상태	다익스트라, 대규모 망
IGRP·EIGRP	IGP	거리 벡터 계열	시스코 프로토콜
BGP	EGP	경로 벡터(path vector)	AS 간 라우팅

RIP(Routing Information Protocol, 라우팅 정보 프로토콜)는 경로 비용을 거쳐 가는 라우터 수, 즉 홉(hop) 수로 센다. 벨만-포드(Bellman-Ford) 알고리즘을 쓰고, 16홉을 "갈 수 없음"으로 보므로 최대 15홉까지만 간다.

OSPF(Open Shortest Path First, 최단 경로 우선)는 RIP의 한계를 보완한 링크 상태 프로토콜이다. 대규모 망에서 많이 쓴다.

BGP(Border Gateway Protocol, 경계 게이트웨이 프로토콜)는 AS 사이의 경로를 정한다. 표의 경로 벡터(path vector)는 경로가 거쳐 간 AS 목록을 함께 담아 루프를 막는 방식이다. IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)·EIGRP(Enhanced IGRP)는 시스코가 만든 거리 벡터 계열 프로토콜이다. 처음 연결될 때는 전체 경로 표를 주고받고, 그 뒤로는 바뀐 부분만 보낸다.

흐름 제어와 오류 제어

흐름 제어는 보내는 쪽이 너무 빨라 받는 쪽 버퍼가 넘치지 않도록 전송량이나 속도를 조절하는 기능이다.

• 정지-대기(stop-and-wait)는 패킷 하나를 보내고 확인 신호(ACK, Acknowledgement)를 받은 뒤에야 다음 패킷을 보낸다. 단순하지만 기다리는 동안 회선이 논다.
• 슬라이딩 윈도우는 ACK를 받지 않아도 미리 정한 개수(윈도우 크기)만큼 연달아 보낸다. ACK가 오면 창을 앞으로 밀어 다음 패킷을 보낼 수 있게 된다. 여러 개를 한꺼번에 보내 전송 효율이 높다.

오류 제어는 잃거나 깨진 데이터를 다시 받는 일이다. ARQ(Automatic Repeat reQuest, 자동 반복 요청)는 오류를 발견하면 받는 쪽이 재전송을 요청하는 방식이다. 정지-대기 ARQ, 오류 난 곳부터 뒤를 모두 다시 보내는 Go-Back-N ARQ, 오류 난 것만 다시 보내는 선택적 재전송(Selective Repeat) ARQ, 상황에 따라 프레임 길이를 바꾸는 적응적 ARQ가 있다.

시험 포인트

• "하나의 AS 안에서 쓰는 라우팅" → IGP(RIP·OSPF). "AS 간 라우팅" → EGP(BGP).
• "거리 벡터, 벨만-포드, 최대 15홉" → RIP. "링크 상태, 다익스트라, 대규모" → OSPF.
• "초기엔 전체 경로 표, 이후엔 변화만 교환하는 AS 간 프로토콜" → BGP.
• "ACK를 받은 뒤 다음 패킷" → 정지-대기. "ACK 없이 윈도우 크기만큼 연속 전송" → 슬라이딩 윈도우.
• ARQ 종류 → 정지-대기, Go-Back-N, 선택적 재전송, 적응적.