『IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문』(5장)

전희준·2026년 9월 13일
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라우터는 어떻게 길을 찾을까? 라우팅의 핵심 개념 정리

스위치가 MAC 주소를 이용해 같은 네트워크 안에서 프레임을 전달하는 장비라면, 라우터는 IP 주소를 이용해 서로 다른 네트워크 사이에서 패킷이 이동할 경로를 결정하는 장비입니다.

인터넷처럼 수많은 네트워크가 연결된 환경에서는 목적지까지 패킷을 전달하기 위해 라우터가 반드시 필요합니다.

이번 글에서는 라우터의 기본 역할부터 라우팅 테이블, Next Hop, Static/Dynamic Routing, Longest Prefix Match까지 핵심 개념을 정리해보겠습니다.

1. 라우터는 무슨 일을 할까?

라우터는 OSI 3계층인 네트워크 계층에서 동작합니다.

라우터에 패킷이 들어오면 다음 과정을 수행합니다.

패킷 수신
   ↓
Destination IP 확인
   ↓
Routing Table 조회
   ↓
최적의 경로 선택
   ↓
Next Hop으로 전달

스위치와 라우터의 중요한 차이도 여기서 나타납니다.

스위치는 목적지 MAC 주소를 모르면 Flooding하지만, 라우터는 목적지로 가는 경로를 알지 못하면 기본적으로 패킷을 폐기합니다.

라우터의 역할은 크게 다음 세 가지로 정리할 수 있습니다.

  • 경로 지정
  • 브로드캐스트 제어
  • 서로 다른 2계층 프로토콜 간 연결

1.1 경로 지정

라우터의 가장 중요한 역할은 말 그대로 Route, 즉 경로를 지정하는 것입니다.

라우터는 여러 방법을 통해 네트워크 경로 정보를 수집하고 그중 최적의 경로를 라우팅 테이블(Routing Table)에 저장합니다.

패킷이 들어오면 Destination IP를 확인하고 라우팅 테이블과 비교해 다음으로 전달할 위치를 결정합니다.

1.2 브로드캐스트 제어

스위치는 브로드캐스트 프레임을 같은 VLAN의 여러 포트로 전달합니다.

하지만 라우터는 기본적으로 이러한 브로드캐스트를 다른 네트워크로 전달하지 않습니다.

Network A
PC ── Switch
        │
        │ Broadcast
        ↓
      Router  ✕  → Network B

따라서 라우터를 기준으로 브로드캐스트 영역이 분리됩니다.

네트워크를 여러 개의 작은 네트워크로 나누면 불필요한 브로드캐스트가 전체 네트워크로 확산되는 것을 막을 수 있습니다.

1.3 2계층 헤더 재작성

라우터는 3계층의 IP 주소를 기반으로 패킷을 전달합니다.

라우터가 패킷을 다음 네트워크로 전달할 때는 기존 2계층 헤더를 그대로 사용하는 것이 아닙니다.

[Ethernet Header]
[IP Header]
[Data]

        ↓ Router

기존 Ethernet Header 제거
        ↓
IP Header 확인
        ↓
다음 네트워크용 L2 Header 생성

즉 IP 패킷은 목적지를 향해 계속 전달되지만 MAC 주소와 같은 2계층 정보는 홉마다 변경될 수 있습니다.

2. Routing과 Switching

라우터의 동작은 크게 두 부분으로 구분할 수 있습니다.

Routing

어디로 갈지 결정하기 위해 경로 정보를 수집하고 최적의 경로를 만드는 과정

Switching

실제 패킷이 들어왔을 때 라우팅 정보를 참고해 패킷을 다음 경로로 전달하는 과정

정리하면 다음과 같습니다.

Routing
경로 정보 수집
    ↓
Routing Table 생성
    ↓
Switching
    ↓
패킷 전달

여기서 말하는 Switching은 2계층 스위치 장비를 의미하는 것이 아니라 라우터가 실제 패킷을 전달하는 작업을 뜻합니다.

3. Hop-by-Hop Routing

라우터가 인터넷상의 전체 경로를 한 번에 결정한다고 생각할 수 있지만 실제로는 그렇지 않습니다.

각 라우터는 다음 라우터까지만 판단합니다.

이를 Hop-by-Hop Routing이라고 합니다.

PC
 ↓
Router A
 ↓
Router B
 ↓
Router C
 ↓
Server

Router A는 서버까지의 모든 경로를 세세하게 처리하는 것이 아니라 Router B로 보내는 것이 가장 적절하다고 판단합니다.

Router B 역시 자신의 라우팅 테이블을 확인해서 다음 Router C로 전달합니다.

이때 다음으로 패킷을 전달할 라우터를 Next Hop이라고 합니다.

라우팅 테이블에는 대표적으로 다음 정보가 저장됩니다.

정보의미
Destination Network목적지 네트워크
Next Hop다음으로 전달할 라우터
Interface패킷이 나갈 인터페이스

4. 라우터는 경로를 어떻게 알까?

라우터가 경로 정보를 얻는 방법은 크게 세 가지입니다.

Routing Information
       │
 ┌─────┼─────┐
 ↓     ↓     ↓
Direct Static Dynamic
Connected

4.1 Direct Connected

라우터 인터페이스에 IP 주소와 서브넷 마스크를 설정하면 해당 네트워크는 자동으로 라우팅 테이블에 등록됩니다.

이를 Direct Connected Route라고 합니다.

예를 들어 라우터에 다음 주소를 설정했다고 가정해보겠습니다.

192.168.10.1/24

라우터는 자동으로 다음 네트워크가 직접 연결되어 있다는 것을 알 수 있습니다.

192.168.10.0/24

인터페이스가 비활성화되거나 IP 설정이 제거되면 해당 경로 역시 사용할 수 없게 됩니다.

따라서 IP 주소나 서브넷 마스크를 잘못 설정하면 다른 네트워크와의 통신에도 문제가 발생할 수 있습니다.

4.2 Static Routing

관리자가 목적지와 Next Hop을 직접 지정하는 방식입니다.

개념적으로는 다음과 같습니다.

"192.168.20.0/24로 가려면
10.0.0.2 라우터로 보내라."

Static Routing의 장점은 단순합니다.

  • 동작을 이해하기 쉬움
  • 원하는 경로를 직접 지정 가능
  • 작은 네트워크에서는 관리가 간단함

하지만 네트워크 규모가 커지면 문제가 생깁니다.

라우터와 네트워크가 많아질수록 관리자가 직접 입력해야 하는 경로가 급격히 증가하고, 네트워크 장애가 발생했을 때 자동으로 다른 경로를 찾아가기 어렵습니다.

따라서 규모가 크거나 이중화가 필요한 네트워크에서는 Dynamic Routing이 필요해집니다.

5. Default Route

인터넷에는 매우 많은 네트워크가 존재합니다.

회사 내부 라우터가 모든 인터넷 경로를 하나하나 가지고 있을 필요는 없습니다.

이때 사용하는 것이 Default Route입니다.

0.0.0.0/0

의미는 간단합니다.

라우팅 테이블에서 더 구체적인 목적지를 찾지 못하면 이쪽으로 보내라.

예를 들어 회사 라우터에서 다음과 같이 사용할 수 있습니다.

0.0.0.0/0
       ↓
ISP Router
       ↓
Internet

따라서 내부 라우터는 인터넷 전체의 경로를 알지 못해도 패킷을 인터넷 사업자의 라우터로 전달할 수 있습니다.

PC에서 설정하는 Default Gateway 역시 비슷한 역할을 합니다.

PC
 ↓
Default Gateway
 ↓
Router
 ↓
Internet

6. Dynamic Routing

네트워크가 커지고 이중화되면 Static Routing만으로 관리하기 어려워집니다.

예를 들어 다음처럼 두 개의 경로가 있다고 가정해보겠습니다.

          Router B
        /          \
Router A            Router D
        \          /
          Router C

한쪽 경로에 장애가 발생하면 다른 경로를 사용해야 합니다.

Static Routing에서는 관리자가 직접 장애를 확인하고 라우팅 정보를 수정해야 할 수 있습니다.

반면 Dynamic Routing에서는 라우터들이 서로 경로 정보를 교환합니다.

Router A ←→ Router B
   ↕           ↕
Router C ←→ Router D

네트워크 상태가 변경되면 라우터들이 이를 감지하고 새로운 경로를 계산할 수 있습니다.

대표적인 다이나믹 라우팅 프로토콜로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

  • RIP
  • OSPF
  • IS-IS
  • EIGRP
  • BGP

7. IGP와 EGP

인터넷은 하나의 거대한 네트워크처럼 보이지만 실제로는 여러 AS(Autonomous System)가 연결된 구조입니다.

AS는 하나의 조직이나 사업자가 관리하는 네트워크 영역이라고 이해하면 됩니다.

라우팅 프로토콜도 사용 범위에 따라 나눌 수 있습니다.

구분역할
IGPAS 내부에서 사용
EGPAS와 AS 사이에서 사용

예를 들어 기업이나 통신사업자의 내부 네트워크에서는 OSPF와 같은 IGP를 사용할 수 있고, 서로 다른 AS 사이의 인터넷 경로 교환에는 BGP가 사용됩니다.

┌──── AS 100 ────┐
│     OSPF        │
└──────┬──────────┘
       │
      BGP
       │
┌──────┴──────────┐
│     AS 200      │
└─────────────────┘

8. Distance Vector와 Link State

라우팅 프로토콜은 경로 정보를 계산하는 방식으로도 나눌 수 있습니다.

Distance Vector

인접 라우터로부터 경로 정보를 전달받아 목적지까지의 경로를 판단합니다.

쉽게 표현하면 다음과 같습니다.

"나는 직접 가본 적은 없지만 옆 라우터가 저쪽으로 가면 된다고 알려줬어."

대표적으로 RIP와 같은 방식이 있습니다.

구조가 비교적 단순하지만 큰 네트워크에서는 변경된 정보를 전체 네트워크가 반영하는 데 시간이 걸릴 수 있습니다.

각 라우터가 자신의 링크 상태 정보를 서로 공유합니다.

라우터는 이 정보를 이용해 네트워크의 전체적인 Topology Database를 만들고 최적의 경로를 계산합니다.

대표적인 프로토콜이 OSPF입니다.

Link State 정보 교환
       ↓
Topology Database
       ↓
SPF 계산
       ↓
최적 경로
       ↓
Routing Table

네트워크 상태 변화를 빠르게 파악할 수 있지만 큰 네트워크에서는 많은 정보를 처리해야 하므로 CPU와 메모리 사용량도 증가할 수 있습니다.

이를 효율적으로 관리하기 위해 OSPF는 네트워크를 Area 단위로 분리할 수 있습니다.

9. Longest Prefix Match

라우터가 패킷을 전달할 때 매우 중요한 개념이 Longest Prefix Match입니다.

라우팅 테이블에 여러 경로가 동시에 매칭되는 경우 목적지 IP와 가장 구체적으로 일치하는 경로를 선택합니다.

예를 들어 다음 라우팅 정보가 있다고 해보겠습니다.

10.0.0.0/8
10.10.0.0/16
10.10.10.0/24

목적지가 다음과 같다면

10.10.10.50

세 경로 모두 어느 정도 일치합니다.

하지만 가장 구체적인 경로는 다음입니다.

10.10.10.0/24

따라서 /24 경로가 선택됩니다.

라우팅에서는 목적지와 가장 많이 일치하는 Prefix를 가진 경로가 우선됩니다.

10. 경로가 여러 개라면?

라우터가 여러 경로를 알고 있을 때는 여러 기준을 이용해 최적의 경로를 결정합니다.

전체적인 흐름을 단순화하면 다음과 같습니다.

1. Longest Prefix Match
        ↓
2. 경로 정보의 신뢰도
        ↓
3. Cost
        ↓
4. ECMP

Administrative Distance

동일한 목적지 정보를 서로 다른 방식으로 학습했다면 경로 정보의 신뢰도를 비교합니다.

일반적인 개념은 다음과 같습니다.

Direct Connected
      ↓
Static Routing
      ↓
Dynamic Routing

이러한 우선순위를 나타내는 값을 흔히 Administrative Distance(AD)라고 합니다.

Cost

같은 라우팅 프로토콜에서 여러 경로가 존재하면 Cost를 비교할 수 있습니다.

Cost를 계산하는 기준은 프로토콜마다 다릅니다.

예를 들어 다음과 같은 기준이 사용될 수 있습니다.

RIP   → Hop Count
OSPF  → Bandwidth 기반 Cost

ECMP

최적 경로의 Cost까지 동일하다면 여러 경로를 동시에 사용할 수 있습니다.

이를 ECMP(Equal-Cost Multi-Path)라고 합니다.

           ┌→ Router B ─┐
Router A ──┤             ├→ Router D
           └→ Router C ─┘

같은 비용의 여러 경로를 활용하면 트래픽을 분산할 수 있습니다.

11. Routing Table을 중심으로 다시 보기

라우터 동작의 중심에는 결국 Routing Table이 있습니다.

Direct Connected ─┐
Static Routing ───┼─→ 경로 정보 수집
Dynamic Routing ──┘
                         ↓
                  최적 경로 선정
                         ↓
                   Routing Table
                         ↓
                  패킷 Destination IP
                         ↓
                Longest Prefix Match
                         ↓
                     Next Hop
                         ↓
                      Forwarding

라우터는 패킷을 받을 때마다 인터넷 전체 구조를 새롭게 계산하는 것이 아닙니다.

미리 만들어둔 라우팅 정보를 이용해 목적지에 가장 적절한 Next Hop을 선택하고 패킷을 전달합니다.

마무리

이번 장에서 가장 중요하게 기억할 내용을 정리하면 다음과 같습니다.

  • 라우터는 IP 주소를 기반으로 서로 다른 네트워크를 연결하는 3계층 장비입니다.
  • 라우터는 Destination IP와 Routing Table을 비교해 패킷을 전달합니다.
  • 경로가 없으면 스위치처럼 Flooding하지 않고 기본적으로 패킷을 폐기합니다.
  • 각 라우터는 최종 목적지까지의 전체 과정보다 다음 Next Hop을 선택하는 Hop-by-Hop 방식으로 동작합니다.
  • 라우팅 정보는 Direct Connected, Static Routing, Dynamic Routing으로 얻을 수 있습니다.
  • 0.0.0.0/0은 구체적인 경로가 없을 때 사용할 수 있는 Default Route입니다.
  • 네트워크가 커지고 이중화되면 Dynamic Routing을 이용해 라우터끼리 경로 정보를 자동으로 교환할 수 있습니다.
  • 여러 경로가 매칭되면 Longest Prefix Match를 통해 가장 구체적인 목적지 경로를 우선합니다.
  • 이후 경로의 신뢰도와 Cost 등을 비교하고, 동일 비용 경로가 존재하면 ECMP를 활용할 수 있습니다.

결국 라우터의 동작은 다음 한 문장으로 정리할 수 있습니다.

라우터는 여러 네트워크의 경로 정보를 학습해 라우팅 테이블을 만들고, 목적지 IP와 가장 잘 맞는 경로를 선택해 다음 라우터로 패킷을 전달합니다.

스위치가 “이 MAC 주소는 어느 포트에 있을까?”를 판단한다면, 라우터는 “이 IP 네트워크로 가려면 다음에 어느 라우터로 보내야 할까?”를 판단한다고 이해하면 두 장비의 차이를 훨씬 쉽게 정리할 수 있습니다.

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