IP 라우팅(Routing)

1. IP 라우팅 동작과정

1.1 라우터

라우터는 전용회선을 통해 Lan에 연결되어있는 컴퓨터들이 동시에 인터넷을 사용할 수 있게 해주는 장비로 데이터를 목적지까지 전달하는 기능을 수행하며 2개 이상의 서로 다른 네트워크를 접속하고 이들 간 데이터를 주고 받게하는 중계 기능도 한다.

MAC을 기반으로 처리하는 스위치나, 브릿지와 다르게 IP기반으로 Routing을 처리한다. 대부분의 라우터는 ip라우팅기능뿐 아니라 Lan용 프로토콜인 IPX, AppleTalk등의 브리징 기능도 함께한다

• 라우터는 IP네트워크, 서브넷을 관리하면서 다른 네트워크를 거쳐 패킷을 전송하는 역활을 하는 장비이고, 라우팅은 그 패킷을 보낼 경로를 선택하는 과정

1.2(1) 라우터의 동작 원리

라우터는 패킷의 전송경로를 결정하기 위해 랜테이블, 네트워크 테이블, 라우팅 테이블을 사용한다. 라우터는 위의 3가지 테이블을 관리함으로써 다른 네트워크에 연결된 장치들을 비롯하여 네트워크에 연결된 모든 장치들의 주소를 인식하고 이것을 바탕으로 패킷의 전송경로를 결정한다

동일 네트워크 상에 있는 장치로 패킷을 보낼 때 라우터에서는 아래 순서를 매번 거친다.

1. 랜테이블검사를 한다. 이곳에서는 패킷의 목적지가 같은 네트워크에 있는지 아니면 다른 네트워크에 있는지를 확인한다
2. 네트워크 테이블을 검사하여 패킷을 전달할 네트워크 주소를 찾아낸다
3. 라우팅 테이블을 검색하여 가장 적합한 경로를 찾아내서 패킷을 보낸다

• 랜테이블 : 랜테이블은 라우터에 연결되어 있는 랜 세그먼트 내 장치의 주소를 관리하고 있으며 필터링 작업에 사용된다

• 네트워크 테이블 : 네트워크상의 모든 라우터의 주소를 보관하며 패킷의 수신지 라우터를 식별하는데 사용된다

1.2(2) 라우팅 구동 순서

1. 전송 받은 패킷의 헤더에 포함된 Destination Address와 Routing Tabel내에 정보와 비교
2. Destination네트워크 까지 패킷을 확실히 전달하기 위해 자신이 가지고 있는 어떤 interface에서 패킷을 보내면 좋을까 판단
3. 만일 자신의 Routing Table에 일치하는 정보가 없을 경우, 패킷을 파기 (어떤 interface로 보내야 할지 판달할수 없으므로)

• 가장 큰 전제 조건은 Routing Table상의 목적지 정보가 있어야한다
• Routing Table이 비어있다면 학습시켜야한다

1.3 라우팅 테이블

각각의 라우터에 구축되어있으며 각 경로에 대한 정보를 유지하고 있어서 다른 세그먼트로 전송되는 패킷의 가장 효율적인 경로를 결정하는데 사용된다. 라우터는 자신이 가지고있는 라우팅 테이블상의 정보를 바탕으로 패킷을 라우팅 한다

구성요소

 목적지의 네트워크 주소 (Destination Address)

 목적지의 네트워크로 패킷을 보내기 위한 자신의 인터페이스

 목적지의 네트워크에 패킷을 보낼 때의 다음 경로 주소

 목적지의 최적 경로를 선택하기 위한 값

1.3 라우터의 목적지 학습 방법

1) Connected (연결)

Local정보는 가장 신뢰적이므로 Connected로 연결한다. 그외 Local정보가아닌 다른 네트워크 정보라면 static, dynamic, Routing protocol을 사용하여 경로정보를 학습해야한다
자신과 물리적으로 직접 연결되어있는 장비의 ip주소를 자동으로 알아온다. 이때 ip는 네트워크 주소로 라우팅 테이블에 저장된다

2) Static (정적) - 수동학습방법

관리자가 직접 라우팅 경로를 선택해서 보내는 설정으로 Routing Table에 정보를 하나하나 등록하는 방식이다.

• 장점
  - 관리자가 데이터가 전송될 경로를 직접 설정하므로 경로관리에 가장 효율적이다
  • 동적 라우팅방식에 비해 라우터나 네트워크에 부하를 주지않는다
• 단점
  - 네트워크 변화에 대한 대처가 느리다
  • 운용 후의 점검에는 손이 많이 간다
  • 1대의 Router를 추가하기위해 다른 Router에서도 변경 작업을 해야한다
    - 네트워크가 커지면 라우터 정보의 관리가 힘들다

3) Dynamic (동적) - 자동학습방법

Routing정보를 다른 네트워크에서 자동적으로 받아오는 방식이다. 이 방식은 Routing Protocol이라는 라우터 간의 라우팅 정보를 교환하기 위한 전용 프로토콜을 사용한다. 또한 네트워크에 발생된 변화를 감지하면 변화된 내용을 학습하고 새로운 최적경로를 결정하며 주기적으로 유지해준다

• 단점 : 동적인 프로세스 때문에 장비의 리소스 소모가 static방식에 비해 많이 든다

라우팅을 위한 기본 게이트웨이

게이트웨이는 다른 말로 프로토콜 변환기 라고도 하는데, 서로 다른 프로토콜을 사용하는 네트워크를 연결할 때 사용하기 때문이다. 게이트웨이는 기본적으로 라우터의 기능을 포함하고 있으며 거기에 추가적으로 각 네트워크에서 사용되는 프로토콜이 다르면 프로토콜을 변환하는 역할까지 담당한다

프로토콜에는 TCP/IP, AppleTalk, ATM, PPP 등 많은 종류가 있다. 프로토콜의 종류가 다양한 이유는 전송매체나 NIC의 종류가 다양하고 각각의 특성이 다르므로 매체의 특성에 맞는 프로토콜이 개발되었기 때문이다