[네트워크][라우팅] 라우팅 개요

네트워크 뚠뚠

 

 

 

제1장 라우팅 개요

라우터의 기본 기능
테스트 네트워크 구성
라우팅 프로토콜의 종류
경로 결정 방법과 라우팅 테이블
라우팅 네트워크의 종류

 

인터넷에 접속된 모든 장비는 IP 주소라는 고유한 번호를 가짐

인터넷에는 모든 글자, 그림, 영상  등의 데이터의 묶음인 패킷(Packet)으로 변환되어 전송됨

패킷의 앞 부분에 목적지와 출발지 장비의 IP 주소가 있음

 

IP주소는 네트워크 주소와 호스트 주소로 이주어져 있음

네트워크 주소가 다른 장비들은 라우터를 이용하여 상호간에 통신이 이루어짐

당연히 인터넷에도 라우터를 통하여 네트워크 주소가 다른 IP 장비들이 서로 연결됨

 

라우터(Router)는 특정 인터페이스를 통하여 수신한 패킷의 목적지 IP 주소를 읽고, 

이 패킷을 목적지와 연결되는 인터페이스를 통하여 전송시켜주는 역할을 함

이것을 라우팅 (Routing) 이라고 함

 

IP(=IPv4)외에 IPv6 패킷 등도 있지만 당분간은 대부분의 네트워크에서 IP 패킷을 전송하는 것이 많으며,

IP(=IPv4)에 대해서만 책에서는 다룸

 

 

라우터의 기본 기능

 

라우터는 네트워크 보안, QoS(Quality of Service) 등의 기능도 제공하지만,

가장 중요한 2가지 기능은 '(1)경로를 결정하는 것' 과 '(2)결정된 경로에 따라 패킷을 전송하는 것'임

 

여기서, (2)결정된 경로에 따라 패킷을 전송하는 것 = 패킷 전송 or 스위칭 기능 이라고도 함

 

1) 라우팅 경로 결정

 

동적인 경로(dynamic route) 와 정적인 경로(static route) 가 있음

 

동적인 경로는 라우팅 프로토콜(routing protocol)을 사용하여 동적으로 알아낸 경로

 

RIP, EIGRP, OSPF 및 BGP 등이 있음

이외에도 대형 ISP 에서 내부 라우팅을 위해서 사용하는 IS-IS, 

Cisco 라우터에서만 지원되는 ODR 및 IGRP 등도 있음

 

정적인 경로는  네트워크 관리자가 특정 목적지에 대해서 직접 지정한 경로임

 

동적인 경로와 정적인 경로는 모두 나름의 장단점이 있음

 

일반적인 소규모의 네트워크 = 정적인 라우팅 방식

중규모 이상의 네트워크 = 동적인 라우팅 + 보조 정적인 라우팅 방식

 

라우팅 프로토콜의 목적은 각 라우터가 자신이 알고 있는 목적지 네트워크를 다른 라우터에게 

알려주기 위한 것임 ( 이것을 광고한다. 라고 표현함)

 

예를들어, R1(Router 1을 표현) 이 R2(Router 2를 표현) 에게

2.2.2.0 네트워크가 목적지인 패킷은 R2에게 보내면 된다고 광고한다 라고 표현함

 

라우터는 다른 라우터들로부터 라우팅 정보를 수신한 다음, 그 중에 최적 경로를 선택하여 라우팅 테이블에 저장함

 

라우팅 테이블(routing table) 이란 목적지 네트워크와

그 목적지 네트워크와 연결되는 인터페이스를 기록한 데이터베이스임(DB)

 

라우팅 프로토콜에 따라 한번 결정된 경로를 계속 사용하는 경우도 있지만,

대부분은 경로가 유효한 지 주기적으로 확인함

 

만약, 특정경로가 다운(down)되면 또 다른 경로를 찾음

더 좋은 경로를 찾으면 현재의 경로를 새로운 것으로 대체함

 

라우터의 경로 결정 기준과 경로 유지 방식은 라우팅 프로토콜마다 다름

 

2) 패킷 전송

 

라우팅 테이블이 만들어지면, 라우터는 특정 목적지 네트워크로 가는 패킷을 라우팅 시킬 수 있음

라우터가 패킷을 수신하고, 라우팅 테이블에 따라 정해진 목적지 인터페이스로 해당 패킷을 전송함

 

 

라우터는 수신한 패킷을 목적지와 연결된 인터페이스로 전송함

 

 

[1] 수신한 패킷의 Layer 2 정보를 확인

패킷을 감싸고 있는 레이어 2 헤더(header) 정보까지를 포함한 데이터의 꾸러미를 프레임(Frame) 이라고 함

레이어 2 헤더의 구성은 레이어 2 프로토콜에 따라 다름

 

주로 사용은 이더넷, 프레임 릴레이 , ATM 등이 있음

 

각 프레임 헤더에 있는 레이어 2 목적지 주소 즉, 이더넷 프레임의 목적지 MAC 주소 / 프레임 릴레이 DLCI번호 /

ATM 셀 (cell) 의 VPI/VCI 번호 등이 라우터 자신의 것인지 확인함

 

프레임의 에러발생 체크 후 이상없을시 레이어 2 헤더 제거 후 진행 ( 이상있는 프레임은 폐기함 )

 

[2] 수신한 패킷의 목적지 IP 주소를 확인

[3] 라우팅 테이블을 참조하여 목적지와 연결되는 인터페이스를 결정함

패킷 전송 방식에 따라, 라우팅 테이블을 이용하여 미리 만들어 놓은 캐시 정보만을 참조하여

출력 인터페이스를 결정하기도함

라우팅 테이블에 해당 패킷의 목적지에 대한 정보가 없으면 패킷 폐기

[4] 넥스트 홉 장비( Next hop, 목적지로 가는 다음 장비) 의 레이어 2 주소를 알아내고, 

넥스트 홉으로 전송할 프레임을 만듬

이더넷일 경우 레이어 2 목적지 MAC 주소를 붙임

[5] 목적지와 연결된 인터페이스로 프레임을 전송(패킷)

 

위 과정에서 일반적으로는 IP 주소는 변화가 없음

 

[1]~[5] 과정을 스위칭(switching) 기능이라고 함

 

라우터의 경로 결정 동작은 주기적 또는 한번만 일어나지만,

스위칭은 패킷이 송수신 되는 동안 끊임없이 발생함

 

라우터의 스위칭 방식은 라우팅 테이블을 참조하느냐 또는 캐시 정보만을 참조하느냐에 따라

프로세스(process) 스위칭, 패스트(fast) 스위치 및 CEF 로 구분함

 

라우터의 스위칭은 이더넷 스위치의 스위칭 과는 동작 방식이 다름

 

이더넷 스위치 vs 라우터

 

두가지 스위칭 방식 모두 수신한 프레임을 목적지와 연결되는 인터페이스로 전송하는 동작은 같음

여기서, 이더넷 스위치 = MAC 주소 테이블을 참조함 / 라우터 = 라우팅 테이블을 참조함

 

지금까지 라우터의 기본적인 기능임

 

 

 

*참고: '한 권으로 끝내는 IP Routing '