컴퓨터 네트워크 9장 - 인터네트워킹 -

컴퓨터 네트워크 9장

- 인터네트워킹 -

 

인터네트워킹은 둘 이상의 서로 다른 네트워크를 연결하는 기능이다. 지금까지는 한 네트워크 안에서의 데이터 교환을 보았다면 지금부터는 네트워크 간의 교환 기능을 말한다. 이러한 교환은 라우팅 장비가 수행한다. 인터네트워킹 기능을 수행하는 시스템을 일반적으로 게이트웨이라고 한다. 게이트웨이는 앞서 말한 중개노드와 같은 역할을 한다고 할 수 있다. 게이트웨이는 기능에 따라 리피터, 브리지, 라우터로 구분된다.

 

리피터는 게층 1의 기능을 지원한다. 한쪽 단에서 들어온 비트 신호를 증폭하여 다른 단으로 단순히 전달하는 역할을 한다. 신호를 증폭하는 것이 이로운 점도 있지만 잡음도 같이 증폭을 한다는 점에서 단점도 존재한다.

 

라우터는 계층 3의 기능을 지원한다. 교환 기능을 수행할 수 있으므로 여러 포트를 사용해 다수의 LAN을 연결하는 구조를 지원한다. 경로 배정 기능을 수행한다.

 

브리지는 계층 2의 기능을 지원한다. 한쪽 단에서 들어온 프레임의 MAC 계층 헤더를 다른 단의 MAC 계층 헤더로 변형해 전송할 수 있어 종류가 다른 LAN을 연결할 수 있다. 각 단의 데이터의 형태가 다를 경우 헤더 변형을 통해 각 단에 해당하는 데이터로 변형이 가능하다. 각 호스트의 주소가 같은 네트워크 상일 경우에는 브리지는 아무 일도 하지 않는다.

 

브리지는 또 동작 방식에 따라 트랜스페런트 브리지와 소스 라우팅 브리지로 나눌 수 있다.

∙트랜스페런트 브리지는 라우팅 기능을 사용자에게 투명하게 보여준다. 브리지가 자동으로 필요한 라우팅 과정을 수행한다. 브리지에 프레임이 도착했을 때 같은 네트워크상이면 동작을 하지 않지만 다른 네트워크상이면 수신 호스트 방향으로 프레임을 중개해야한다. 트랜스페런트 브리지는 라우팅 테이블을 가지고 있어 어떤 네트워크에 어떤 호스트들이 존재하는지를 파악하고 있어 프레임을 중개할 필요가 있는지 없는지에 대한 판단을 하게 된다.

 

하지만 라우팅 테이블이 초기에 존재하기 위해서 그리고 계속 정보를 추가하기 위해서 두 가지 알고리즘이 필요하다. 먼저 초기 생성을 위한 알고리즘으로 플러딩 알고리즘이 존재한다. 입력된 프레임을 모든 포트 방향으로 전달하여 어디에 무슨 호스트들이 존재하는지를 파악한다. 이름 그대로 홍수처럼 프레임을 부어 모든 상황을 파악하는 것이다. 이제 정보를 계속 추가하는 방법으로는 역방향 학습이 있다. 어떤 곳에서 프레임이 브리지로 들어오면 그 방향을 역추적해서 네트워크상 호스트의 존재를 파악한다. 따라서 네트워크에 연결 위치가 바뀌어도 계속적으로 새로운 라우팅 값을 입력할 수 있다.

 

이번에는 오류를 제거하기 위한 알고리즘이 존재한다. 역방향 학습을 통해 네트워크상으로 계속 정보를 입력을 받지만 이중 경로가 생길 경우 오류가 발생한다. 이중 경로라고 하는 것은 링 구조로 생각할 수 있다. 두 개의 브리지가 존재해서 두 방향으로 모두 한 호스트의 값을 받게 되면 이중경로가 생겨 어떤 네트워크에 존재하는지 파악할 수 없게 된다. 이런 형태가 존재하여 역방향 학습이 어려움을 가지면 스패닝 트리 알고리즘을 사용하여 비순환 형태로 간주함으로써 역방향 학습이 올바르게 작동하도록 한다. 브리지에 자신의 고유 번호를 선정하고 공개함으로 번호가 가장 낮은 브리지를 루트로 선정할 수 있게 하는 것이다.

 

∙소스 라우팅 브리지

CSMA/CD 방식과 토큰 버스 방식에서 사용된다. 링 구조의 네트워크에 사용이 되는데 프레임이 수신 호스트까지 도달하기 위한 라우팅 정보를 송신 호스트가 제공한다. 브리지가 중개를 하는 것이 아니라 송신 호스트가 이를 결정하는 것이다. 이에 따라 데이터가 옮겨간다.

 

인터넷 라우팅

라우터의 역할은 적절한 경로로 데이터를 전달하는 것이다. 라우팅의 방법으로는 고정 경로 배정과 적응 경로 배정이 있다.

 

고정 경로배정은 송수신 호스트 사이에 영구불변의 경로를 배정한다. 트래픽을 미리 측정하여 고정 경로를 적절히 배정하면 간단하고 효율적인 라우팅이 가능하다.

 

적응 경로 배정은 인터넷 연결 상태에 따라 라우터는 이를 반영하여 데이터의 전달 경로에 적용시킨다. 네트워크나 라우터가 정상적으로 작동하지 않거나 특정 위치에 혼잡이 발생하는 경우 적응 경로 배정은 큰 효과를 발휘하게 된다. 하지만 경로를 결정하는데 처리 과정이 필요하므로 라우터의 부담이 증가할 수 있다. 또한 실시간으로 모든 라우터가 같은 정보를 가지고 있을 수 없으므로 정보의 불일치성을 야기할 수도 있다.