거리벡터 라우팅의 경로 계산과 수렴 문제
거리벡터 라우팅의 Bellman-Ford 기반 경로 계산 방식, RIP·IGRP 특성, 카운트-투-인피니티 대응책을 정리한다.
2026-08-14 · 최초 발행 2025-07-16
인접 라우터의 경로 정보로 라우팅 테이블을 갱신하는 방식
거리벡터 라우팅은 라우터가 이웃 라우터에게서 받은 경로 정보를 이용해 목적지까지의 경로를 결정하는 기본적인 라우팅 방식이다. 각 라우터는 목적지까지의 거리와 그 목적지로 향할 방향을 보관한다. 여기서 거리는 주로 비용이나 홉 카운트이고, 방향은 다음 홉 라우터를 뜻한다.
라우터는 자신이 알고 있는 목적지와 비용을 인접 라우터에 주기적으로 전달한다. 수신한 정보와 자신이 가진 정보를 비교한 뒤 최소 비용 경로를 골라 라우팅 테이블을 갱신한다. 이 계산은 벨만-포드(Bellman-Ford) 알고리즘으로 표현할 수 있다.
D(i,j) = min{C(i,k) + D(k,j)}
- D(i,j)는 노드 i에서 노드 j까지의 최소 비용
- C(i,k)는 노드 i에서 인접 노드 k까지의 비용
- D(k,j)는 노드 k에서 노드 j까지의 최소 비용
경로 계산에 필요한 벡터 정보
라우터는 직접 연결 상태, 목적지까지의 비용, 실제 전달 방향을 서로 다른 정보로 관리한다.
링크벡터가 알려 주는 직접 연결 상태
링크벡터(Link Vector)는 라우터에 직접 연결된 네트워크의 정보를 담는다. 직접 연결된 링크의 상태와 비용을 포함하며, 물리적 연결 상태가 바뀌면 즉시 갱신된다.
거리벡터에 기록되는 목적지 비용
거리벡터(Distance Vector)는 각 목적지 네트워크까지의 거리 또는 비용을 저장한다. 일반적으로 홉 카운트(hop count)를 사용하며, 라우팅 테이블을 구성하는 핵심 정보다.
다음 홉벡터가 결정하는 전달 경로
다음 홉벡터(Next Hop Vector)는 특정 목적지로 패킷을 보낼 때 거쳐야 할 다음 라우터를 나타낸다. 실제 데이터 전송 경로를 정하며, 라우팅 테이블에서는 다음 게이트웨이 역할을 한다.
RIP와 IGRP의 특성
RIP(Routing Information Protocol)는 대표적인 거리벡터 라우팅 프로토콜이다. 최대 홉 카운트는 15이고, 16은 도달 불가능으로 간주한다. 전체 라우팅 테이블을 30초마다 교환하며, RIPv1·RIPv2·IPv6용 RIPng 버전이 있다. 소규모 네트워크에 적합하다.
IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)는 시스코가 RIP의 한계를 보완하기 위해 개발한 거리벡터 라우팅 프로토콜이다. 대역폭, 지연, 신뢰성, 부하, MTU를 포함한 복합 메트릭을 사용한다. 최대 홉 카운트는 255이며, 라우팅 정보는 90초마다 교환한다.
경로 정보가 A에 모이는 과정
다음 토폴로지에서 A는 B와 E에 직접 연결되어 있고, C와 D의 경로는 인접 라우터가 전한 정보로 학습한다.
A의 초기 라우팅 테이블에는 자신과 직접 연결된 B, E만 있다.
| 목적지 | 거리 | 다음 홉 |
|---|---|---|
| A | 0 | 직접 연결 |
| B | 1 | B |
| E | 1 | E |
B가 전달한 테이블은 다음과 같다.
| 목적지 | 거리 | 다음 홉 |
|---|---|---|
| B | 0 | 직접 연결 |
| A | 1 | A |
| C | 1 | C |
A는 B를 경유해 C까지 갈 수 있다고 판단하고 자신의 테이블에 추가한다.
| 목적지 | 거리 | 다음 홉 |
|---|---|---|
| A | 0 | 직접 연결 |
| B | 1 | B |
| C | 2 | B |
| E | 1 | E |
E의 정보까지 반영하면 D는 E를 통한 거리 2의 목적지로 기록된다.
| 목적지 | 거리 | 다음 홉 |
|---|---|---|
| A | 0 | 직접 연결 |
| B | 1 | B |
| C | 2 | B |
| D | 2 | E |
| E | 1 | E |
단순한 구조가 갖는 이점과 제약
거리벡터 방식은 구현이 단순하고 계산 부담이 작다. 라우터 자원 사용량도 적어 소규모 네트워크에서 효율적으로 동작한다.
반면 네트워크가 커질수록 수렴이 느려질 수 있다. 전체 테이블을 교환하므로 대역폭 사용도 비효율적이며, RIP처럼 경로 선택에서 다양한 요소를 고려하지 못하는 프로토콜도 있다. 링크 장애 시 카운트-투-인피니티(Count-to-Infinity) 문제가 발생할 수 있다는 점도 운영상 제약이다.
잘못된 경로가 순환하는 카운트-투-인피니티
카운트-투-인피니티는 링크 장애 뒤 잘못된 경로 정보가 라우터 사이를 순환하면서 비용이 계속 증가하는 현상이다.
B-C 링크가 끊어지면 C는 B로 가는 경로를 잃는다. 그러나 A는 B를 통해 C에 갈 수 있다고 거리 2의 정보를 계속 알릴 수 있다. B는 그 정보를 받아 A를 경유하는 거리 3의 경로를 설정하고, A는 다시 B의 정보를 받아 거리를 4로 갱신한다. 이 과정이 반복되면서 잘못된 경로가 사라지지 않는다.
스플릿 호라이즌(Split Horizon)은 특정 인터페이스로 배운 경로를 같은 인터페이스로 다시 알리지 않는 방식이다. 이 예에서는 A가 B에게서 받은 C 경로를 B에 재광고하지 않는다.
포이즌 리버스(Poison Reverse)는 이 동작을 확장한다. 같은 인터페이스로 경로를 알릴 때 해당 경로를 도달 불가능으로 표시한다. A는 B에 C까지의 거리를 무한대로 알린다.
트리거드 업데이트(Triggered Update)는 경로 변경이 발생했을 때 정기 업데이트를 기다리지 않고 변경 내용을 즉시 전파한다. 홀드다운 타이머(Hold-down Timer)는 경로가 다운됐다는 정보를 받은 뒤 일정 시간 동안 해당 경로 정보의 변경을 막아 잘못된 정보 확산을 줄인다.
링크상태 방식과의 선택 기준
| 특성 | 거리벡터 라우팅 | 링크상태 라우팅 |
|---|---|---|
| 정보 공유 | 전체 라우팅 테이블 | 링크 상태 정보만 |
| 계산 방식 | 분산 계산(Bellman-Ford) | 중앙 계산(Dijkstra) |
| 네트워크 인식 | 부분적(인접 노드만) | 전체적(모든 노드) |
| 수렴 속도 | 느림 | 빠름 |
| 자원 사용 | 적음 | 많음 |
| 확장성 | 제한적 | 우수 |
| 적합한 환경 | 소규모 네트워크 | 대규모 네트워크 |
OSPF, IS-IS 같은 링크상태 라우팅은 전체 네트워크를 인식하고 Dijkstra 방식으로 계산한다. 거리벡터는 인접 노드 정보에 의존하고 자원 사용이 적다. 네트워크 규모, 복잡성, 요구사항에 따라 두 방식의 적합성이 달라진다.
Cisco에서 RIP 활성화하기
Cisco 라우터에서 RIP를 설정하는 예시는 다음과 같다.
Router> enable
Router# configure terminal
Router(config)# router rip
Router(config-router)# network 192.168.1.0
Router(config-router)# network 10.0.0.0
Router(config-router)# version 2
Router(config-router)# no auto-summary
Router(config-router)# exit
이 설정은 RIP 라우팅 프로토콜을 활성화하고, 192.168.1.0 및 10.0.0.0 네트워크의 RIP 광고를 설정한다. RIPv2를 사용하며, 서브넷 정보를 유지하도록 자동 요약 기능을 비활성화한다.
거리벡터 개념이 쓰이는 영역
거리벡터 라우팅은 소규모 기업 네트워크와 홈 네트워크의 RIP에 사용된다. BGP(Border Gateway Protocol)는 거리벡터 개념을 확장한 경로벡터(Path Vector) 방식을 사용한다. 모바일 애드혹 네트워크(MANET)에서는 AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector) 프로토콜이 쓰이며, IoT 네트워크에서는 자원이 제한된 디바이스 간 라우팅에 적용된다.
인공지능과 기계학습을 활용한 지능형 라우팅 결정, SDN(Software-Defined Networking) 통합, 인증 메커니즘을 통한 보안 강화, 에너지 효율성을 반영한 라우팅 메트릭, 대규모 IoT 환경에 맞춘 경량 거리벡터 프로토콜이 발전 방향으로 제시된다.