라우터::3계층 장비

라우터란?

3계층에서 동작하는 장비로, 여러 네트워크 장비의 경로를 지정해주는 장비이다.

패킷의 목적지 IP 주소를 파악하고 자신이 가진 경로 정보를 사용하여 패킷의 최적 경로로 포워딩하게 된다.

* L3 스위치와 라우터는 약간의 차이는 있지만, 라우터가 현대에 와서 꾸준하게 발전하여 두 기능이 많이 겹치게 됐다. 그래서 둘을 따로 구분하여 사용하지는 않는 듯하다...!!

라우터 통신

 

 

라우터는 다양한 경로 정보를 수집하여 최적의 경로를 찾는다.

이러한 경로를 라우팅 테이블이라는 곳에 저장하여 패킷이 라우터에 들어올 때 도착지 IP 주소와 라우팅 테이블을 비교하여 최적의 경로로 패킷을 보내게 된다. = 1. 라우터의 경로 지정

 

만약에 들어온 패킷이 라우팅 테이블에 정보가 존재하지 않을 경우에는 패킷을 버린다. → 존재하지 않을 경우 새로운 정보를 습득하는 2계층과 완전히 반대되는 방식으로 패킷을 전송하게 된다. = 2. 라우터의 브로드캐스트 컨트롤

패킷 포워딩 과정을 거치면서 기존에 존재하던 2계층 헤더 정보를 제거한 뒤, 새로운 2계층 헤더를 생성한다. = 3. 프로토콜 변환

 

지금부터는 라우터의 동작 방식 3가지에 대해 알아볼 것이다.

[라우터의 동작 방식]

1. 경로 지정

라우터는 패킷의 도착지 IP 주소를 확인하여 라우팅 테이블을 기반으로 경로를 선택하고, 패킷을 포워딩한다. = 이 과정을 라우팅과 스위칭이라고 한다. * 스위칭은 2계층의 스위치와는 전혀 관련 X

라우팅	다양한 방법으로 경로 정보를 얻고, 그 정보 중 최적의 경로로 생각되는 경로를 라우팅 테이블에 올려 유지하는 과정
스위칭	패킷이 들어와 라우팅 테이블을 참조하고, 최적의 경로를 찾아 라우터 외부로 포워딩하는 작업

 

그리고 네트워크 주소와 호스트 주소로 나뉜 IP의 구조를 파악하여 로컬 네트워크와 원격지 네트워크를 구분할 수 있는 기능이 있다. → 네트워크 주소를 기반으로 경로를 찾아갈 수 있음

 

인접 라우터에서의 최적의 경로를 파악한 뒤 라우터로 패킷을 포워딩하는데, 이를 홉-바이-홉 라우팅이라고 한다.

여기서 인접 라우터를 넥스트 홉(Next Hop)이라고 부르고 라우터는 최적의 넥스트 홉을 선택하여 패킷을 포워딩한다.

Hop-By-Hop 라우팅 기법

 

홉 지정 방법은 3가지이다.

1. 다음 라우터의 IP 지정: 상대방 넥스트 홉 라우터 IP를 몰라도 MAC 주소 정보를 알아낼 수 있을 때 사용된다. → 굉장히 특수한 경우에만 사용되는 방법!

2. 라우터가 나가는 인터페이스 지정: 라우터의 나가는 물리 인터페이스를 지정한다.

3. 라우터가 나가는 인터페이스와 다음 라우터 IP 동시 지정: VLAN 인터페이스와 같은 논리적인 인터페이스를 사용하여 지정한다.

 

여기서 중요한 부분은 라우터는 목적지 주소만을 고려한다는 점이다.

출발지가 어딘지는 상관 없고, 그저 들어온 패킷의 목적지 IP를 확인한 뒤, 최적의 경로로 포워딩하는 데 집중한다.

그래서 라우팅 테이블에는 목적지 주소가 꼭 등록되어 있어야 한다.

 

 

경로의 정보를 얻을 수 있는 방법은 3가지가 존재한다.

 

1. IP 주소를 입력하면서 자연스럽게 인접 네트워크 정보를 습득한다. = 다이렉트 커넥티드

2. 관리자가 직접 경로 정보를 입력한다. = 스태틱 라우팅

3. 라우터끼리 서로 경로 정보를 자동으로 교환한다. = 다이나믹 라우팅

 

 

2. 브로드캐스트 컨트롤

라우터는 패킷을 원격지 네트워크로 보내기 위해 개발되었다. 그래서 도착지 정보가 분명하게 있을 때만 통신을 하도록 한다.

연결되지 않은 네트워크 정보 외에 다른 경로를 습득하지 않는다면 패킷을 포워딩할 수 없는 상태가 되지만 이는 노린 거다.

라우터는 모르는 네트워크에는 패킷을 전달하지 않는 것이 기본 동작이며, 멀티캐스트 정보를 습득하거나 브로드캐스트 패킷을 전달하는 행동은 절대로 하지 않는다. 이러한 동작을 브로드캐스트 컨트롤/멀티캐스트 컨트롤이라고 한다.

 

3. 프로토콜 변환

라우터는 다른 프로토콜로 구성된 네트워크를 연결하는 용도로도 사용된다.

과거의 LAN과 WAN 사이의 통신을 하기 위해서는 LAN 기술이 WAN 기술로 변환되어야 했다.

이러한 변환을 라우터가 담당하였다.

프로토콜 변환을 돕는 라우터