[새싹 성동 2기] 라우팅 기술 이해하기

네트워크 환경에서 데이터 전송의 핵심은 라우팅 기술입니다. 이 글에서는 라우터의 구성 요소, 필요성, 라우팅 테이블, 그리고 라우터의 동작 원리를 살펴보겠습니다.

라우터의 구성 요소

라우터는 다양한 하드웨어와 소프트웨어로 구성되어 있습니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

• 하드웨어:
  • CPU: 데이터 처리 및 라우팅 결정.
  • 마더보드: 모든 구성 요소를 연결하는 기본 구조.
  • RAM: 데이터와 라우팅 테이블을 저장.
  • ROM: 부팅 시 필요한 기본 소프트웨어 저장.
• 포트:
  • 콘솔 포트: 장비에 직접 연결하여 설정을 변경하는 데 사용.
  • 네트워크 포트: 데이터 전송을 위한 포트.

라우터는 이러한 구성 요소를 통해 패킷을 포워딩하는데, 이는 라우팅 테이블을 기반으로 이루어집니다.

라우터의 필요성

라우터는 여러 가지 이유로 네트워크에 필수적입니다:

• 브로드캐스트 차단: 브로드캐스트 도메인의 크기를 줄여 네트워크 효율성 향상.
• 서로 다른 네트워크 및 VLAN 간 패킷 전송: 다양한 네트워크 환경에서의 통신을 가능하게 함.
• 서로 다른 프로토콜 간 패킷 전송: LAN의 이더넷과 WAN의 프레임 릴레이 간의 연결.
• 서로 다른 매체 간 패킷 전송: UTP, 시리얼 케이블, 광 케이블 간의 데이터 전송.

라우팅 테이블

라우팅 테이블은 여러 경로 중 최적의 경로만을 저장하며, 네트워크가 변경될 때 실시간으로 업데이트됩니다. 이를 통해 패킷을 전송할 경로와 포트를 결정합니다.

라우터의 동작 원리

라우터의 동작 원리는 다음과 같습니다:

1. 목적지 네트워크 주소 관리: 라우터는 라우팅 테이블을 관리하여 패킷의 목적지를 확인합니다.
2. 패킷 수신: 패킷이 라우터에 도착하면, 라우터는 이를 처리합니다.
3. 라우팅 테이블 확인:
   • 목적지 정보가 존재하면 해당 네트워크 또는 호스트로 패킷을 전달합니다.
   • 정보가 없으면 패킷을 폐기(discard)합니다.

라우팅 테이블의 경로

라우팅 테이블의 경로는 크게 두 가지로 나뉩니다:

1. 직접 연결된 경로 (Directly Connected): 라우터에 직접 연결된 네트워크 정보를 포함.
2. 학습에 의해 인식된 경로:
   • 스태틱 라우팅: 관리자가 수동으로 설정한 경로.
     • 예를 들면 ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1 로 수동설정하며 굵은 글씨는 목적지, 뒤쪽은 넥스트 홉을 의미합니다.
     • 관리자에 의해 수동으로 생성된 경로 정보입니다.
     • 라우팅 업데이트가 없으며 대역폭 절약이 가능합니다.
     • 주로 stub network와 일반 네트워크의 연결에서 사용합니다.

     • 

     • Stub Network: 외부와 연결된 단 하나의 라우터를 가지며, 로컬 네트워크와 외부 인터넷 간의 경계를 형성합니다. 내부 장치는 사무실 컴퓨터, 프린터 등이 포함됩니다.
   • 디폴트 라우트: 명시적 경로가 없을 때 사용하는 경로.
     • 예를 들어, ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2 로 작성할 수 있습니다.
     • 이런 디폴트 경로를 확인하는 방법는 show ip route 로 확인 가능합니다.

다이나믹 라우팅

다이나믹 라우팅은 다른 라우터들로부터 학습한 경로 정보를 기반으로 하며, 라우팅 프로토콜을 통해 서로 정보를 교환합니다.

라우팅 알고리즘

라우팅 알고리즘은 크게 세 가지로 나뉩니다:

• Distance Vector Routing: 거리와 방향, 홉 수를 기준으로 라우팅. L3에서 루핑 현상이 발생할 수 있음. (예: RIP, BGP)
• Link State Routing: 모든 링크 상태를 체크하여 최적 거리를 계산. (예: OSPF, IS-IS)
  • L3루핑이 없다.
  • 모든 링크상태를 체크하므로 계산하는 하드웨어 능력이 필요하다.
• Hybrid Routing: 거리 벡터와 링크 상태의 장점을 결합한 방식. (예: EIGRP)

라우팅 프로토콜 설명

Interior Gateway Protocol (IGP)

• 정의: IGP는 단일 Autonomous System 내에서 운영되는 라우팅 프로토콜입니다. 이는 내부 네트워크 간의 패킷 전송을 관리합니다.
• 주요 프로토콜:
  • RIP (Routing Information Protocol): 거리 벡터 방식의 프로토콜로, 홉 수를 기반으로 최적 경로를 선택합니다. 단순하고 설정이 용이하나, 대규모 네트워크에서는 비효율적일 수 있습니다.
  • OSPF (Open Shortest Path First): 링크 상태 프로토콜로, 네트워크의 전체 토폴로지를 파악하여 최적 경로를 계산합니다. 대규모 네트워크에서 유용하게 사용됩니다.
  • EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol): Cisco에서 개발한 하이브리드 프로토콜로, 거리 벡터와 링크 상태의 장점을 결합한 방식입니다. 빠른 수렴과 효율적인 대역폭 사용을 특징으로 합니다.
  • IS-IS (Intermediate System to Intermediate System): OSPF와 유사한 링크 상태 프로토콜로, 대규모 ISP에서 주로 사용됩니다.

2. Exterior Gateway Protocol (EGP)

• 정의: EGP는 서로 다른 Autonomous System 간에 운영되는 라우팅 프로토콜입니다. 인터넷과 같은 대규모 네트워크에서 중요한 역할을 수행합니다.
• 주요 프로토콜:
  • BGP (Border Gateway Protocol): 현재 인터넷의 핵심 라우팅 프로토콜로, EGP의 대표적인 예입니다. BGP는 경로 벡터 프로토콜로, 다양한 AS 간의 라우팅 정보를 교환하여 인터넷의 연결성을 유지합니다. BGP는 정치적, 경제적 정책에 따라 라우팅 경로를 설정할 수 있는 유연성을 제공합니다.

배스트 패스 결정

라우터는 여러 경로가 있을 경우, Administrative Distance(AD)에 따라 배스트 패스를 결정합니다. 낮은 값이 더 우선하며, 예를 들어:

• OSPF의 AD: 110
• EIGRP의 AD: 90

위의 경우에는 더 작은 값이 EIGRP를 사용하게 됩니다. 일반적인 값은 아래와 같습니다.

 

라우터는 패킷의 목적지 IP 주소와 가장 긴 프리픽스 길이를 가진 경로를 선택하여, 보다 효율적으로 트래픽을 처리합니다.

 

 

라우팅 기술은 네트워크 통신의 핵심입니다. 라우터의 구성 요소와 동작 원리를 이해함으로써, 네트워크 관리 및 최적화의 기초를 다질 수 있습니다. 앞으로의 네트워크 환경에서 이러한 라우팅 기술이 더욱 중요해질 것입니다.

 

 

 

*생성형 AI 활용한 클라우드&보안 전문가 양성캠프 과정의 교육내용 정리 자료입니다.