네트워크 - 라우팅

라우팅(Routing)

• 데이터 패킷을 출발지에서 목적지로 전달하기 위해 네트워크 경로를 결정하는 과정
• 인터넷과 같은 큰 규모의 네트워크뿐만 아니라 LAN(로컬 영역 네트워크)과 같은 작은 네트워크에서도 필수적인 기능

정적 라우팅(Static Routing)

• 네트워크 관리자에 의해 수동으로 설정되는 라우팅 방식
• 고정된 경로를 사용

특징

• 구성 및 유지보수 : 관리자에 의해 설정되므로 상대적으로 간단하지만 네트워크 변화에 따라 수동으로 경로를 수정해야 함
• 안정성 : 경로가 고정되어 있어 예측 가능한 네트워크 성능을 제공
• 유연성 부족 : 네트워크 토폴로지가 변경되면 라우팅 테이블을 수동으로 업데이트해야 하므로 대규모 네트워크에서는 비효율적일 수 있음

동적 라우팅(Dynamic Routing)

• 라우터가 네트워크 상태를 실시간으로 감지하고 경로를 자동으로 설정하는 방식
• 대표적인 동적 라우팅 프로토콜에는 RIP(Routing Information Protocol), OSPF(Open Shortest Path First), BGP(Border Gateway Protocol) 등이 있음

RIP(Routing Information Protocol)

• 거리 백터 라우팅 프로토콜로 홉 수를 기준으로 최적의 경로를 결정
  • 주로 소규모 네트워크에서 사용

OSPF(Open Shortest Path First)

• 링크 상태 라우팅 프로토콜로 네트워크의 각 링크 상태를 기반으로 최단 경로를 계산
  • 대규모 네트워크에서 많이 사용

BGP(Border GateWay Protocol)

• 자치 시스템(AS) 간의 경로를 결정하는 데 사용되는 프로토콜로 인터넷의 주요 라우팅 프로토콜

라우터(Router)

• 네트워크의 데이터 패킷을 서로 다른 네트워크 간에 전달하고 경로를 선택하는 네트워크 장치
• 라우터는 네트워크 계층(Network Layer)에서 작동하며 주로 IP 주소를 기반으로 경로를 결정

라우터의 주요 기능

1. 패킷 전달(Forwarding)

• 라우터는 수신한 데이터 패킷을 목적지 네트워크로 전달
  • 라우팅 테이블을 참조하여 최적 경로를 결정
    • 패킷 수신 : 라우터는 인터페이스를 통해 데이터 패킷을 수신
    • 라우팅 테이블 조회 : 패킷의 목적지 IP 주소를 기반으로 라우팅 테이블을 조회하여 최적 경로를 찾음
    • 패킷 전달 : 최적 경로에 따라 패킷을 다음 홉(next hop)으로 전달

2. 라우팅 테이블 관리

• 라우팅 테이블을 유지 관리
  • 라우팅 테이블에는 네트워크 경로 정보가 저장되어 있으며 이는 정적 또는 동적 라우팅 프로토콜을 통해 업데이트 됨

3. 네트워크 연결

• 서로 다른 네트워크를 연결
  • LAN(Local Area Network)과 WAN(Wide Area Network)을 연결하거나 여러 개의 LAN을 연결할 수 있음
    • 이를 통해 서로 다른 네트워크 간의 통신을 가능하게 함

4. 네트워크 주소 변환(NAT, Network Address Translation)

• NAT 기능을 통해 내부 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하여 인터넷 통신을 가능하게 함

5. 방화벽 기능

• 일부 라우터는 기본적인 방화벽 기능을 제공하여 네트워크 보안을 강화함
  • 이를 통해 외부 공격으로부터 내부 네트워크를 보호할 수 있음

라우팅 테이블(Routing Table)

• 라우터가 네트워크 패킷을 올바른 경로로 전달하기 위해 사용하는 데이터베이스
• 라우팅 테이블에는 네트워크 경로 정보가 저장되어 있으며 라우터는 이 정보를 바탕으로 패킷의 최적 경로를 결정

라우팅 테이블의 주요 요소

1. 목적지 네트워크(Destination Network)

• 특정 네트워크 또는 호스트의 IP 주소를 나타냄
  • 패킷이 전달되어야 할 최종 목적지

2. 네트워크 마스크(Netmask)

• 목적지 네트워크의 서브넷 마스클 나타냄
  • 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하는 데 사용

3. 게이트웨이(Gateway)

• 패킷이 다음으로 전달될 중간 경로의 라우터 IP 주소
  • 최종 목적지로 가기 위해 패킷이 통과해야 할 다음 홉
    

4. 인터페이스(Interface)

• 패킷이 네트워크를 떠나는 라우터의 네트워크 인터페이스를 나타냄
  • 라우터가 패킷을 어느 포트로 내보낼지를 결정하는 데 사용

5. 메트릭(Metric)

• 경로의 비용 또는 우선순위를 나타내며 일반적으로 홉 수, 대역폭, 지연 시간 등을 기준으로 계산
  • 메트릭 값이 낮을수록 경로가 더 선호됨

홉(Hop)

• 네트워크에서 출발지와 목적지 사이에 위치한 장치를 의미

  • 홉 카운트(Hop Count)는 데이터가 출발지와 목적지 사이에서 통과해야 하는 홉의 개수