[네트워크] 라우팅(Routing)과 라우터(router)

그레고리력 2021. 9. 27. 22:19

줄글 요약

네트워크 통신을 위해서는 MAC주소와 IP주소가 필요합니다. 상대방의 IP주소는 DNS서버를 통해 얻어오겠지만 MAC주소는 어떻게 알아올까요? LAN에서는 브로드캐스트를 이용해 ARP로 알아낼 수 있습니다. 따라서 스위치와 허브로만 통신이 가능합니다. 하지만 WAN에서는 무작정 브로드캐스트로 통신을 하면 비효율적이기 때문에 라우터(네트워크간 패킷을 전달)를 통해 라우팅(라우터를 거치며 최종 목적지를 찾아가는 것)과정이 필요합니다.

이때 라우터는 라우팅테이블에 수신처의 네트워크, 중계지점 등에 대한 정보를 저장해놓고 라우터끼리의 통신을 통해 정보를 최신화합니다. 라우팅테이블에 정보가 없는 경우 디폴트 라우터에게 네트워크 정보를 물어보게됩니다. 따라서 상대방 IP주소는 고정되어 있지만 MAC주소의 경우 다음 목적지(라우터)로 갱신해갑니다. 이러한 라우팅과정에서는 다양한 라우팅프로토콜과 라우팅알고리즘이 사용됩니다.

라우터

라우터의 역할은 네트워크간 패킷을 전달하는 것, 라우팅테이블에 라우터 정보 등이 저장되어 있음
라우터는 네트워크 경계상에 배치되어 복수의 인터페이스를 가지고 있으며 각각 다른 IP주소를 가짐
네트워크 상에서 각각 누구와 연결되어 있는지에 대한 정보의 교환(라우팅 프로토콜, BGP 등)
몇 개의 네트워크를 하나로 묶어 자율 시스템(AS)라는 큰 단위로 관리하기도 함
자율화 시스템(AS) : 하나의 관리 단체에 의해 관리되는 네트워크 집합체, 라우팅에서는 하나로 취급
AS 간 라우팅 = EGP, EGP, BGP, AS
내부 라우팅 = IGP, RIP, OSPF, IS-IS, EIGRP
라우팅프로토콜 : 라우터는 근접 라우터와 네트워크 정보를 교환하는데 정보 교환은 언제할지, 어떻게 할지, 누구에게 전송할지, 어떤 정보를 전송할지 등을 결정

라우팅테이블

수신처 네트워크, 중계지점, 메트릭(최적의 경로를 결정할 때 판단 기준), 수신처의 출구 등이 기재
라우팅테이블에 수신처 네트워크가 없을 경우 수신처불명으로 데이터그램 파괴
컨버전스 : 모든 라우터가 동일한 정보를 가진 상태, 라우터의 처리 능력 및 데이터 전송이 필요해 비효율적인 부분이 있으나 장애 등에 대응이 가능한 장점이 더 큼
라우팅테이블 : 수신처의 네트워크와 그 네트워크에 대한 발송 방법 등이 등록되어 있음
라우팅테이블에 목적지 정보가 없는 경우 디폴트 라우터에게 물어보게 됨(정적으로 설정되어 있음)
최장일치의 룰(롱기스트 매치) : 수신처 IP주소와 수신처 네트워크 주소의 비트열을 비교해 가장 많이 일치하는 것부터 선택

라우팅

라우터가 자신과 연결된 라우터를 찾으면서 최종 목적지까지 경로는 찾는 과정
MAC주소는 같은 네트워크 내의 수신처, 다음 목적지를 결정, IP주소는 수신처의 컴퓨터, 최종 목적지를 결정
MAC주소는 ARP로 알아내는데 ARP는 같은 네트워크 안에서만 유효하기 때문에 최종 목적지의 MAC주소를 알 수 없음
라우터가 이 경로를 결정, 다음 길을 결정 하는 것을 홉 바이 홉이라고 함
다른 네트워크 수신이면 라우터(디폴트 게이트웨이)로 동일 네트워크 수신이면 직접 통신함
동적 라우팅 알고리즘 : 거리벡터형(RIP 프로토콜이 사용, 경유하는 라우터의 수를 의미하는 홉의 수로 짧은 경로를 선택), 링크 상태형(OSPF 프로토콜이 사용, 네크워크 통신 상태 정보를 맵으로 관리하면서 상태가 좋은 경로는 선택, 복잡하고 변화가 잦은 네트워크 구성에 적합)

RIP

RIP : 거리와 방향 기준으로 최적 경로 판단
홉 수 : 수신처 네트워크까지 통과하는 라우터 수
자기가 모르는 네트워크를 테이블에 추가, 메트릭으로 경로를 비교해 메트릭이 작은 쪽을 라우팅테이블에 기재

기본게이트웨이

자신이 소속된 네트워크 이외에 보내려는 패킷에 대해 어디로 보내면 좋을지 정보를 갖고 있지 않을 때 설정된 기본 전송처
다른 네트워크가 수신처인 경우 MAC주소를 알 수 없기 때문에 디폴트 게이트웨이로 ARP를 수행함, 디폴트 게이트웨이의 MAC주소를 알아냄
디폴트게이트웨이는 다음에 수신받을 상대(중계 라우터 또는 수신처)에게 ARP를 수행함, 자기자신의 MAC주소를 송신처 MAC주소로 갱신하여 송신
수동 혹은 DHCP로 자동