Routing Protocol 2

[2. Dynamic Routing Protocol]

-> 각 Router가 자신에게 연결된(Connected) Network 정보를 인접 Router에게 Update(광고)하
      는 방식.
-> Dynamic Routing Protocol의 장/단점은 기존의 Static Router의 장/단점의 반대라고 볼 수 있
      다.
-> Dynamic Routing Protocol과 Static Route의 가장 큰 차이점 중 하나는 Convergence(수렴) 여
      부이다.

     Convergence : 망의 변화가 감지됬을때 모든 Router가 이를 감지, 변화 및 수정
     Static Route의 경우 Convergence를 수행하지 않기 때문에 자동으로 경로 우회가 되지 않고,
     Dynamic의 경우는 Convergence를 수행하기 때문에 경로 우회가 가능하다.

-> Dynamic Routing Protocol은 다음과 같이 다양한 방식으로 분류가 가능하다.

1. 동일 AS(Autonomous System) / 서로 다른 AS 연결

    1) IGP(Interior Gateway Protocol)
       => RIPv2, EIGRP, OSPF, IS-IS

    2) EGP(Exterior Gateway Protocol)
       => BGPv4, MBGP(BGPv4+)

2. Routing Protocol 알고리즘에 따른 분류

    1) Distance Vector(Bellmen-Ford 알고리즘) -> RIPv1/v2, IGRP
    2) Advance Distance Vector(DUAL 알고리즘) -> EIGRP
    3) Link-State(SPF(다익스트라) 알고리즘)   -> OSPF, IS-IS
    4) Path Vector -> BGPv4

3. Classful / Classless

1)Classful => RIPv1, IGRP
2)Classless => 그 외 나머지 모든 Routing Protocol.
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Distance Vector

- Bellman-Ford 알고리즘을 사용한다.

- 모든 Device가 전체 Topology(구성도)를 이해하는 것이 아니라 특정 목적지 network에 대한
Best Path(최적경로) 정보만 알고있는 방식이다.
(이정표를 보고 길을 찾아가는 방식에 비유할 수 있다.)

- Distance Vector의 특징은 다음과 같다.

1) Periodic(주기적) Update 수행

     => RIP : 약 30초 / IGRP : 약 90초
     => 동일 정보를 인접 장비에게 반복적으로 Update(광고) 한다. 이유는 해당 정보에 문제가
          없다는 것을 알려주기 위함이다.
          RIP의 경우 240초 동안 동일 정보를 수신하지 못할 경우 해당 경로에 문제가 발생했다고
          판단하여 Routing Table에서 삭제.

2) Hop-Count 제한

     => RIP의 경우 최대 15개 (16부터는 도달 불가능)
     => IGRP의 경우 기본 100개 최대 255개로 증가 가능.

   3) Loop 발생의 위험

     => 각 Device가 전체 Topology(구성도)를 이해하는 것이 아니고, 또 Periodic(주기적) Update
          를 수행하기 때문에 Loop가 발생될 수 있다.
     => 때문에 오늘날에는 다양한 Loop 방지 솔루션이 자동으로 동작한다.
        (ex. split-horizon / route poisoning / triggered update / poison reverse / hold-down timer ...)

4) Auto-Summary를 수행

     => RIPv2의 경우 Classless 라우팅 프로토콜이지만 기본적으로 Classless 네트워크 대역들을
          Classful로 묶어서 광고를 수행한다.
     => [no auto-summary] 명령어로 비활성화 시켜줘야 한다.
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Advance Distance Vector

- 기존의 Cisco Routing Protocol이었던 IGRP를 'EIGRP' 개선하였고, 해당 Routing protocol의 분
   류를 'Advance Distance Vector'로 구분한다. (hybrid라는 표현도 사용)

- DUAL(Diffusing Update Algorithm)을 사용한다.

- Distance Vector가 발전된 형태로 각 Device가 전체 Topology(구성도)를 알고 있는 것은 아니
   다.

   목적지 Network로 향하는 'Best Path'와 'Loop값 없다고 확인된 Backup Path' 정보를 자신의
   'Topology Table'에 등록한다.
   그 후 'Best Path'정보를 Routing Table에 등록하여 실제 Packet 전송 경로로 사용하게 된다.

    => Fast Convergence(빠른 수렴)이 가능. Backup Path가 미리 준비되어 있기 때문이다.
         항상 'Loop가 없는 Backup Path'가 Topology Table에 등록되어 있는 것은 아니다. 출발지
         Device에서 특정 조건을 만족시켜야 한다.

- Advance Distance Vector의 특징은 다음과 같다.

1) Periodic(주기적) Update 수행하지 않는다.

     => 자신과 인접한 EIGRP 장비와 Hello 메시지를 교환하여 Neighbor 관계를 형성한다. 그 후
          자신이 알고있는 모든 정보를 Neighbor장비에게 Update를 수행한다.
     => 그 후 주기적인 Update는 수행하지 않고, Network에 변화가 발생됬을때 그 즉시(Flush)
          해당 정보만(Partial) Update를 수행한다. (Flush update/Partial update)

2) Hop-Count 제한

=> 기본 100개 최대 255개로 증가 가능.

3) Loop 발생의 위험이 없다.(100% Loop Free)

     => DUAL 알고리즘은 'Loop가 없다고 확인된 Backup Path'를 사용하거나 혹은 출발지 장비
          에서 Backup Path에 Loop가 없다고 확인하지 못했을 경우 자신의 neighbor에게 Query 메
          시지를 전송하여 Loop가 없다는 것을 확인받고 해당 경로를 사용하게 된다.

     => 뿐만 아니라 Distance Vector의 Loop 방지 솔루션도 같이 사용한다.
        (ex. split-horizon)

4) Auto-Summary를 수행

=> IOS 버전에 따라 'auto-summary'가 기본적으로 사용되는 경우
=> [no auto-summary] 명령어로 비활성화 시켜줘야 한다.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Link-State

- 다익스트라(SPF - Shortest Path First) 알고리즘을 사용.

- Link-State 계열의 라우팅 프로토콜에는 OSPF와 통합 IS-IS가 있다.

- 각 Device가 Topology(구성도)를 이해할 수 있다.
   (사람이 지도를 보고 길을 찾아가는 방식에 비유)

- 모든 Router가 자신과 연결된 Link 상태(= interface 정보)를 'LSA(Link-State Advertisement)'라
   는 이름의 정보로 생성하여, 동일 Area에 포함된 모든 Router와 교환한다.

   상대방의 LSA를 수신한 Router는 해당 정보를 자신의 'Link-State Database'에 등록한 후, SPF
   알고리즘을 사용하여 최단 경로를 구한다. 이렇게 구한 Best Path를 자신의 Routing Table에
   등록하여 Packet 전송 경로로 사용하게 된다.

- Link-State의 특징은 다음과 같다.

1) Periodic(주기적) Update 수행하지 않는다.

     => 인접 장비와 Hello 메시지를 교환하여 OSPF Neighbor 관계를 형성한다.
          그 후 자신의 모든 정보(LSA)를 상대방과 교환하고, 주기적인 Update는 수행하지 않는
          다.
     => 망에 변화가 발생되면 즉시(flush), 해당 정보만(partial) neighbor에게 update를 수행한다.
     => EIGRP 동일하게 주기적으로 가벼운 Hello 메시지를 교환하여 상대방 장비 상태를 확인
          한다.

2) Hop-Count 제한이 없다.

=> 대규모 망에 문제 없이 구성이 가능하다.

3) Loop 발생의 위험이 없다.

=> 각 Device가 전체 Topology(구성도)를 'Link-State Database'에 저장하기 때문에 Loop가 없
는 경로를 사용하게 된다.

4) Auto-Summary를 수행가 사용되지 않는다.

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## RIP(Routing Information Protocol) ##

- 1970년대 Xerox의 'XNS(Xerox Network System)'에서 사용하기 위한 목적으로 만든
   'GWINFO'프로토콜이 RIP의 시초이다.
   추후에 TCP/IP 체계에서 사용될 수 있게 GWINFO를 개선하여 IP RIP을 사용하였다.
   FreeBSD에 'routed'라는 데몬으로 탑재되어 많이 사용하게 되었다.

- RIP의 version은 다음과 같다.

   1) version 1 : Classful, 정보교환 방식 : Broadcast(255.255.2555.255)
   2) version 2 : Classless, 정보교환 방식 : Multicast(224.0.0.9 - RIPv2 예약어)
                         Authentication(인증), TAG 등의 기능이 추가되었다.

- [network] 명령어의 의미는 다음과 같다. (RIP/EIGR/OSPF 공통)

   1) network 명령어로 지정된 범위의 IP 주소가 할당된 interface가 존재한다면, 해당 interface의
       Network ID를 인접 장비에게 광고하라.

   2) network 명령어로 지정된 범위의 IP 주소가 할당된 interface가 존재한다면, 해당 interface와
       연결된 장비와 정보를 교환해라.

- RIP의 경우 network 명령어 뒤에 classful 정보를 입력한다.

   (classless하게 입력할 경우에도 Router가 자동으로 Classful 정보로 변환시켜준다)

<Seoul/Busan>
conf t
router rip
version 2
network 211.100.10.0
network 1.0.0.0
!
<Gwang_ju>
conf t
router rip
version 2
network 211.100.10.64
network 1.1.100.1
network 1.1.100.9
!
=> 이와같이 입력할 경우에도 자동으로 Classful 정보로 변환됨.
** Verify **
show running-config
show ip route
show ip protocols
============================================================================================================

## Router의 Best Path 선택 조건 ##

- Router의 경우 목적지까지 경로가 다수일 때 항상 Best Path(최적 경로)만 사용한다.
Static Router의 경우 관리자가 직접 Best Path를 결정하지만 Dynamic Routing Protocol의 경우
다음 조건을 비교하여 Router가 Best Path를 결정하게 된다.

[1. AD(Administrative Distance) 값이 낮은 경로]

=> Routing Protocol 마다 부여된 일정의 신뢰도 값이다. 값이 낮을수록 우선된다.
=> 주로 목적지 Network까지 경로가 다수 존재하고, 각 경로마다 서로 다른 Routing Protocol이
      설정된 경우 AD값을 비교하여 Best Path를 선택하게 된다.
- Connected : 0
- Static    : 1
- EIGRP(축약) : 5
- eBGP       : 20
- EIGRP(내부) : 90
- IGRP       : 100
- OSPF       : 110
- 통합 IS-IS : 115
- RIP       : 120
- EIGRP(외부) : 170
- IBGP       : 200

=> 1번 방식으로 결정이 나지 않는 경우, 2번 방식을 사용함.

[2. Metric 값이 낮은 경로]

=> 목적지 Network까지 경로가 다수 존재하고, 모든 경로에 동일한 Routing Protocol이 설정되
      어 있는 경우 AD 값으로 Best Path를 선택할 수 없다. (모든 경로의 AD 값이 동일하기 때문)

=> 이 경우 Metric 값을 비교하여 Best Path를 선택하게 된다.
=> Metric 값의 조건은 각 Routing Protocol 마다 다르다.

- RIP   : Hop-Count (속도 X)
- EIGRP : Bandwidth, Delay, Reliability, Load를 특정 공식에 대입한 값
- OSPF : Cost (Cisco 장비의 경우 10^8/bandwidth)

** 만약 AD값과 Metric 값이 모두 동일할 경우에는 양쪽 경로를 동시에 Routing table에 등록하
     게 된다. **

   => 이를 'Load-balancing'이라고 표현한다.

<Ex>
R       1.1.100.8/30 [120/1] via 1.1.100.5, 00:00:16, Serial0/1
                     [120/1] via 1.1.100.1, 00:00:00, Serial0/0

[120/1] : AD값과 Metric값

<EX>
interface llo 0
ip add 211.100.10. 1 255.255.255.192

=========================================================================

<실습>

위와 같이 네트워크 대역을 설정한다.
각각의 라우터는 Routing Protocol 중 Dynamic RIP을 설정한다.

아래 명령어 참조
<공통>
en
conf t
no ip domain loo
enable secret cisco123
lin con 0
exec-time 0 0
logging syn
password ccna123
login
!
<Seoul>
hostname Seoul
interface fastethernet 0/0
description ##Seoul_HQ_NET##
ip address 211.100.10.62 255.255.255.192
no shutdown
!
interface serial 0/0
description ##Gwang_ju_WAN_Connection##
ip address 1.1.100.1 255.255.255.252
clock rate 2000000
bandwidth 2048
encapsulation ppp
no shutdown
!
interface serial 0/1
description ##Busan_WAN_Connection##
ip address 1.1.100.5 255.255.255.252
clock rate 2000000
bandwidth 2048
encapsulation ppp
no shutdown
!
<Gwang_ju>
ho Gwang_ju
int s 0/1
desc ##Seoul_WAN_Connection##
ip add 1.1.100.2 255.255.255.252
bandwidth 2048
encapsulation ppp
no shut
!
int s 0/0
desc ##Busan_WAN_Connection##
ip add 1.1.100.9 255.255.255.252
clock rate 128000
bandwidth 128
no shut
!
int fa 0/0
desc ##Gwang_ju_Branch_NET##
ip add 211.100.10.126 255.255.255.192
no shut
!
<Busan>
ho Busan
int s 0/0
desc ##Seoul_WAN_Connection##
ip add 1.1.100.6 255.255.255.252
encapsulation ppp
bandwidth 2048
no shut
!
int s 0/1
desc ##Gwang_ju_WAN_Connection##
ip add 1.1.100.10 255.255.255.252
bandwidth 128
no shut
!
int fa 0/0
desc ##Busan_Branch_NET##
ip add 211.100.10.190 255.255.255.192
no shut
!
** Static Route Configuration **
<Seoul>
conf t
ip route 211.100.10.64 255.255.255.192 serial 0/0
ip route 211.100.10.128 255.255.255.192 serial 0/1
<Gwang_ju>
conf t
ip route 211.100.10.0 255.255.255.192 serial 0/1
ip route 211.100.10.128 255.255.255.192 serial 0/0
<Busan>
conf t
ip route 211.100.10.0 255.255.255.192 serial 0/0
ip route 211.100.10.64 255.255.255.192 serial 0/1

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