# 피어링 (Peering)

## 1. 개요
피어링(Peering)이란 두 개 이상의 독립적인 네트워크 사업자가 서로의 고객에게 트래픽을 전달하기 위해 네트워크를 직접 연결하고 경로 정보를 교환하는 상호 합의된 연결 방식을 의미한다.

인터넷은 단일한 거대 네트워크가 아니라 수많은 소규모 네트워크들의 집합체이다. 각 네트워크는 서로 연결되어 거대한 그물망(Mesh) 구조를 형성하며, 피어링은 이러한 개별 네트워크들이 중간 매개체(상위 사업자)를 거치지 않고 직접 데이터를 주고받게 함으로써 인터넷의 효율성과 안정성을 높이는 핵심적인 메커니즘으로 작용한다.

## 2. 피어링의 작동 원리
피어링의 기술적 기반은 **AS(Autonomous System, 자율 시스템)**와 **BGP(Border Gateway Protocol, 경계 경로 프로토콜)**에 있다.

### 2.1 AS (Autonomous System)
AS는 단일 관리 주체(예: ISP, 대형 기업, 대학 등)에 의해 운영되는 라우터들의 집합체이다. 각 AS는 전 세계적으로 고유한 **ASN(AS Number)**을 부여받아 식별된다.

### 2.2 BGP (Border Gateway Protocol)
BGP는 서로 다른 AS 간에 라우팅 정보를 교환하기 위해 사용하는 표준 프로토콜이다. 피어링이 설정되면 두 AS의 라우터는 BGP 세션을 맺고, 자신이 도달 가능한 IP 주소 대역(Prefix) 정보를 상대방에게 전달한다. 이때 BGP는 Local Preference, AS-Path, MED(Multi-Exit Discriminator)와 같은 다양한 속성(Attribute)을 사용하여 최적의 경로를 결정하며, 이는 네트워크 운영자가 트래픽 흐름을 정밀하게 제어하는 기반이 된다.

### 2.3 BGP 세션 설정 과정 (도식화)
피어링 연결이 수립되는 논리적 흐름은 다음과 같다.

```mermaid
graph TD
    A[AS 100 라우터] -- 1. 물리적 연결/L2 연결 확인 --> B[AS 200 라우터]
    B -- 2. TCP 179 포트 연결 요청 --> A
    A -- 3. TCP 세션 수립 (Handshake) --> B
    A -- 4. OPEN 메시지 전송 (BGP 버전, ASN 등 확인) --> B
    B -- 5. OPEN 메시지 응답 및 수락 --> A
    A -- 6. UPDATE 메시지 전송 (보유 경로 정보 공유) --> B
    B -- 7. UPDATE 메시지 전송 (보유 경로 정보 공유) --> A
    A -- 8. Keepalive 메시지로 세션 유지 --> B
```

## 3. 피어링의 유형
피어링은 물리적 연결 방식과 논리적 연결 구조에 따라 크게 프라이빗 피어링과 퍼블릭 피어링으로 나뉜다.

### 3.1 프라이빗 피어링 (Private Peering / PNI)
**물리적 연결 방식**으로 두 네트워크 사업자가 전용 회선을 직접 연결하는 방식(Private Network Interconnect)이다. **논리적 연결**은 1:1 구조로 이루어지며, 주로 트래픽 양이 매우 많은 대형 사업자 간에 사용된다.

### 3.2 퍼블릭 피어링 (Public Peering)
**물리적 연결 방식**으로 **IXP(Internet Exchange Point, 인터넷 교환 지점)**라는 공용 스위칭 패브릭에 접속하는 방식이다. **논리적 연결**은 IXP에 참여한 여러 사업자와 동시에 피어링을 맺는 다대다(Many-to-Many) 구조를 가진다.

### [표 1] 피어링 유형 비교
| 구분 | 프라이빗 피어링 (PNI) | 퍼블릭 피어링 (IXP) |
| :--- | :--- | :--- |
| **연결 방식** | 1:1 전용 회선 직접 연결 | IXP 공용 스위치를 통한 다수 연결 |
| **비용** | 회선 설치 및 포트 비용 발생 | IXP 멤버십 비용 및 포트 비용 발생 |
| **확장성** | 낮음 (매번 물리적 회선 추가 필요) | 높음 (한 번의 연결로 다수와 피어링 가능) |
| **보안성/제어** | 매우 높음 (독립된 경로 제어 가능) | 보통 (공용 인프라 공유) |
| **주요 대상** | 초대형 콘텐츠 사업자 ↔ 대형 ISP | 중소 ISP, CDN, 클라우드 사업자 |

## 4. 피어링과 트랜짓 (Peering vs Transit)
네트워크 간 연결은 크게 '상호 무상 교환' 중심의 피어링과 '비용 지불 기반'인 트랜짓으로 구분된다.

**트랜짓(Transit)**은 하위 네트워크가 상위 네트워크(Tier-1 ISP 등)에 비용을 지불하고, 상위 네트워크가 가진 모든 외부 경로(인터넷 전체)에 접근할 수 있는 권한을 얻는 서비스이다.

피어링은 일반적으로 무상(Settlement-free)으로 이루어지지만, 양측의 트래픽 양의 균형이 맞지 않을 경우(예: 한쪽이 일방적으로 많은 데이터를 송신) 비용을 지불하는 **유상 피어링(Paid Peering)** 계약을 체결하기도 한다.

### [표 2] 피어링과 트랜짓 비교
| 구분 | 피어링 (Peering) | 트랜짓 (Transit) |
| :--- | :--- | :--- |
| **비용 지불** | 무상(Settlement-free) 또는 트래픽 비율에 따른 유상 | 유상 (트래픽 양 또는 포트 기준 과금) |
| **도달 범위** | 상대방 AS 및 그 고객 네트워크로 한정 | 인터넷 전체 (Global Reachability) |
| **관계 성격** | 수평적 파트너십 (Peer-to-Peer) | 수직적 고객-제공자 관계 (Customer-Provider) |
| **목적** | 경로 최적화 및 비용 절감 | 인터넷 연결성 확보 (Connectivity) |

## 5. ISP 계층 구조 (Tier Hierarchy)
인터넷의 ISP들은 연결 범위와 역할에 따라 계층 구조를 형성한다.

- **Tier-1 ISP**: 전 세계적인 네트워크 백본을 보유한 최상위 사업자이다. 다른 Tier-1 사업자들과는 모두 무상 피어링을 맺으며, 트랜짓 비용을 지불하지 않고도 인터넷 전체에 도달할 수 있는 능력을 갖춘다.
- **Tier-2 ISP**: 지역적 또는 국가적 규모의 네트워크를 운영하는 사업자이다. 일부 네트워크와는 피어링을 맺지만, 전체 인터넷 연결성을 확보하기 위해 Tier-1 ISP에게 트랜짓 비용을 지불한다.
- **Tier-3 ISP**: 최종 사용자(End-user)에게 서비스를 제공하는 로컬 ISP이다. 주로 Tier-2 ISP에게 트랜짓 서비스를 구매하여 인터넷에 연결한다.

## 6. 피어링의 장점 및 고려사항

### 6.1 장점
- **지연 시간(Latency) 감소**: 트래픽이 여러 중간 네트워크를 거치지 않고 직접 전달되므로 응답 속도가 향상된다.
- **대역폭 비용 절감**: 유상 트랜짓 회선을 통해 나가던 트래픽을 무상 또는 저렴한 피어링으로 전환함으로써 운영 비용을 줄일 수 있다.
- **경로 최적화**: BGP 속성을 조정하여 트래픽 흐름을 직접 제어하고 최적의 경로를 설정할 수 있다.

### 6.2 고려사항 및 제약
- **트래픽 불균형 (Traffic Imbalance)**: 한쪽에서 보내는 트래픽이 받는 트래픽보다 압도적으로 많을 경우, 상대측에서 피어링 해지나 유상 전환을 요구할 수 있다.
- **관리 복잡성**: 피어링 대상이 늘어날수록 BGP 세션 관리 및 라우팅 정책 설정의 복잡도가 증가한다.
- **보안 위협**: 타 AS의 경로 정보를 잘못 전파하여 트래픽을 가로채는 **BGP 하이재킹(BGP Hijacking)**이나, 내부 경로를 외부로 잘못 노출하는 **경로 누출(Route Leak)**이 발생할 수 있으며, 이는 대규모 인터넷 마비 사태로 이어질 수 있다.

## 7. 피어링 합의 과정 및 SLA
피어링은 기술적 연결 이전에 사업자 간의 비즈니스 합의가 선행되어야 한다.

### 7.1 합의 과정
1. **요청**: 피어링을 원하는 사업자가 상대 사업자에게 제안서를 보낸다.
2. **검토**: 상대 사업자는 트래픽 규모, 지리적 위치, 트래픽 비율(Ratio) 등을 검토한다.
3. **합의**: 피어링 정책(무상/유상 여부, 연결 지점 등)에 합의한다.
4. **설정**: BGP 세션을 설정하고 트래픽을 전환한다.
5. **검증**: 트래픽 흐름이 의도한 대로 이루어지는지 모니터링하고 경로 최적화를 수행한다.
6. **유지보수**: 정기적인 트래픽 리뷰를 통해 대역폭 증설 또는 정책 변경을 논의한다.

### 7.2 SLA (Service Level Agreement)
피어링 합의 시 다음과 같은 서비스 수준 협약(SLA) 항목이 포함될 수 있다.
- **가용성(Availability)**: 연결 유지 시간 비율 (예: 99.9% 이상).
- **성능 지표**: 최대 허용 지연 시간(Latency) 및 패킷 손실률(Packet Loss).
- **트래픽 임계치**: 특정 대역폭 초과 시 포트 증설 또는 유상 전환 조건.

## 8. 실제 활용 사례 및 도구

### 8.1 대형 사업자의 활용 (CDN 및 클라우드)
- **Google, Netflix, Akamai**: 이들은 전 세계 ISP와 광범위하게 피어링을 맺는다. 예를 들어, 넷플릭스가 국내 ISP와 피어링을 맺으면 사용자는 해외 망을 거치지 않고 국내 ISP 네트워크 내에서 넷플릭스 서버에 접속하게 되어 고화질 영상을 끊김 없이 시청할 수 있다.
- **AWS/Azure**: 클라우드 제공업체는 'Direct Connect'나 'ExpressRoute' 같은 전용 연결 서비스를 통해 기업 고객과 프라이빗 피어링과 유사한 고성능 연결을 제공한다.

### 8.2 IXP 운영 사례: KIXP
**KIXP(Korea Internet Exchange)**는 한국의 대표적인 인터넷 교환 지점으로, 국내 다양한 ISP, CP(콘텐츠 사업자), 클라우드 사업자들이 한곳에 모여 퍼블릭 피어링을 수행한다. KIXP와 같은 IXP가 존재함으로써 개별 사업자가 수십 개의 상대 사업자와 일일이 전용 회선을 깔 필요 없이, 하나의 포트 연결만으로 다수의 사업자와 효율적으로 트래픽을 교환할 수 있다.

### 8.3 Peering DB 활용법
**Peering DB**는 전 세계 네트워크 사업자들의 피어링 정책과 연락처, 연결 가능 지점(IXP) 정보를 공유하는 공개 데이터베이스이다.

**활용 예시:**
1. **정보 검색**: `PeeringDB` 웹사이트에서 특정 사업자의 ASN(예: AS15169 - Google)을 검색한다.
2. **정책 확인**: 해당 사업자의 'Peering Policy'가 `Open`인지 `Selective`인지 확인한다.
    - `Open`: 조건만 맞으면 누구나 요청 가능.
    - `Selective`: 특정 기준(트래픽 양 등)을 충족해야 함.
3. **연결 지점 파악**: 해당 사업자가 어느 IXP(예: LINX, Equinix, KIXP)에 포트를 가지고 있는지 확인하여 물리적 연결 가능 여부를 판단한다.
4. **연락처 확보**: 등록된 NOC(Network Operations Center) 메일 주소로 피어링 요청서를 발송한다.