[Network] 라우팅

라우터

서로 다른 네트워크 간 데이터 패킷을 전달하는 네트워킹 장치

• 네트워크 계층의 핵심 기능을 담당
• 허브와 스위치보다 높은 계층에 속하는 장치
• L3 스위치도 네트워크 대표 장치이지만, 오늘날 라우터와 L3스위치는 기능상 상당 부분 유사해서 엄밀히 구분하지 않는 경우가 많음
• 일반적으로 가정의 공유기가 라우터의 역할을 대신함

 

호스트 간 통신 과정에서 패킷은 여러 라우터를 거치며 다양한 경로로 이동

• 라우팅 도중 패킷이 호스트와 라우터 또는 라우터와 라우터 사이를 이동하는 하나의 과정을 홉(hop)이라고 부름
• 패킷은 여러 홉을 거쳐 라우팅될 수 있음

 

 

CMD나 터미널에 traceroute www.google.com을 입력하면, 컴퓨터에서 구글의 웹페이지를 보내주는 호스트에 이르는 경로가 출력됨

• IP 앞에 붙은 것이 홉, 총 15번의 홉을 거치는 것을 볼 수 있음

$ traceroute www.google.com

traceroute to www.google.com (142.250.191.196), 30 hops max, 60 byte packets
 1  192.168.1.1 (192.168.1.1)  1.324 ms  1.223 ms  1.201 ms
 2  10.45.0.1 (10.45.0.1)  5.347 ms  5.320 ms  5.298 ms
 3  192.0.2.1 (192.0.2.1)  8.410 ms  8.367 ms  8.350 ms
...
 15  142.250.191.196 (142.250.191.196)  35.201 ms  35.180 ms  35.159 ms

라우팅 테이블

특정 수신지에 도달하기 위한 정보를 명시한 일종의 표

• 라우터는 라우팅 테이블을 참고하여 수신지까지의 도달 경로를 판단
• 라우팅 테이블에 포함된 정보는 호스트 환경에 따라 다르지만 수신지 IP 주소, 서브넷 마스크, 홉, 네트워크 인터페이스, 메트릭은 공통적으로 가지며, 이는 핵심적인 정보
  • 수신지 IP 주소와 서브넷 마스크: 최종적으로 패킷을 전달할 목적지
  • 다음 홉(next hop): 최종 수신지까지 도달하기 위해 거쳐야 할 호스트의 IP 주소나 인터페이스, 게이트웨이로 명시되기도 함
  • 네트워크 인터페이스: 패킷을 보낼 통로, 인터페이스(NIC) 이름 또는 대응하는 IP 주소로 명시
  • 메트릭(metric): 해당 경로로 이동하는데 드는 비용, 라우터가 라우팅 테이블에 있는 경로 중 메트릭이 낮은 경로를 선택

 

라우팅 테이블 예시

• 수신지가 101.25.67.0/24인 패킷은 eth3(인터페이스)을 통해 10.0.0.2(게이트웨이)로 전송하라는 것을 의미

 

디폴트 라우트

디폴트 라우트(Default Route): 네트워크 장치가 라우팅 테이블에 없는 목적지로 패킷을 보낼 때 사용하는 기본 경로

• 즉, 특정 목적지에 도달하기 위해 어느 경로로 가야 할지 모르는 트래픽을 어디로 보낼 지에 대한 설정
• 일반적으로 디폴트 라우트의 경로는 기본 게이트웨이로 설정됨
• 디폴트 라우트의 수신지 IP 주소는 모든 IP 주소를 의미하는 0.0.0.0/0로 명시

예를 들어, 호스트 A와 호스트 B가 서로 다른 네트워크에 있고, A가 B에게 패킷을 전달하는 상황

• A의 라우팅 테이블에 B에 도달하는 경로가 없다면, A는 패킷을 디폴트 라우트로 설정된 기본 게이트웨이로 보냄

정적 라우팅과 동적 라우팅

라우팅 테이블을 만드는 방법으로 정적 라우팅과 동적 라우팅이 있음

 

정적 라우팅

사용자가 수동으로 채워넣은 라우팅 테이블의 항목으로 라우팅되는 방식

 

해당 명령어를 통해 수동으로 라우팅할 수 있음

• 10.0.0.0/24로 향하는 패킷을 192.168.1.1 게이트웨이로 라우팅

route add 10.0.0.0 mask 255.255.255.0 192.168.1.1

 

정적 라우팅의 한계

• 네트워크 규모가 커질수록 라우팅 테이블을 정적 라우팅으로 관리하기 어려움
• 또한, 정적으로 라우팅된 경로에 문제가 발생할 경우 우회할 수 있는 경로가 있어도 문제가 발생한 경로로 패킷을 전송하게 됨

 

동적 라우팅

자동으로 라우팅 테이블의 항목을 만들고 라우팅하는 방식, 정적 라우팅의 한계를 해결

• 라우팅 테이블의 항목이 수시로 변경됨
• 자동으로 라우팅 테이블 항목이 입력되기 떄문에, 대규모 네트워크 관리에 편리
• 라우팅된 경로에 문제가 생겼을 때, 이를 우회하는 경로가 자동으로 갱신됨

 

모든 라우터는 특정 수신지에 도달하기 위해 최적의 경로를 찾아 라우팅 테이블에 추가함

이를 위해 라우터끼리 정보를 교환하는데, 이때 라우팅 프로토콜이 사용됨

 

AS

동일한 라우팅 정책으로 운영되는 라우터들의 네트워크 집합

• 하나의 AS는 한 회사나 단체에 의해 관리됨
• AS 내 에는 다수의 라우터가 있으며, 라우터들은 AS 내부에서만 통신할 수 있음
• AS 외부와 통신할 경우 AS 경계 라우터를 이용
• AS 경계 라우터(ASBR, Autonomous System Boundary Router): AS 경계에서 AS 내외로 통신을 주고받을 수 있는 라우터