[네트워크 입문] 라우터의 개념과 라우팅 프로토콜

“📖 해당 내용은  『풍부한 그림과 사진으로 배우는 네트워크 쉽게, 더 쉽게』(저자: 미카미 노부오 저자)을 참고하여 작성하였다.”

 

라우터란 무엇인가?

라우터는 WAN과 LAN의 경계선에 위치하는 네트워크 기기로, 서로 다른 네트워크를 연결하는 역할을 한다. 규모에 따라 라우터의 기능과 종류가 다르며, 소규모 거점과 중/대규모 거점에서의 역할이 크게 차이 난다.

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1. 소규모 거점에서의 라우터

1) 역할

• WAN과 LAN을 연결하여 데이터 전달
• VPN 및 방화벽 기능을 포함하여 보안 역할 수행
• 단일 장비로 여러 기능을 처리하는 멀티 플레이어 역할

2) 특징

• 비용 절감을 위해 이중화 없이 단일 구성으로 운용됨
• 장애 발생 시 전체 네트워크 마비 가능성이 있음
• VPN을 통한 가상 네트워크 구축 기능 필수
• 외부에서 유입되는 부정 패킷 방어 기능 포함

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2. 중/대규모 거점에서의 라우터

1) 역할

• 내부 네트워크 간 연결은 레이어3 스위치가 담당하고, 라우터는 외부 네트워크 연결 전용으로 특화됨
• WAN 연결의 핵심 기기로 빠른 데이터 전송을 수행
• 대량의 사용자와 트래픽을 처리할 수 있는 고성능 장비 필요

2) 특징

• 전문적인 기능 수행 (보안 및 라우팅 최적화)
• 내부 네트워크의 연결은 레이어3 스위치가 담당하여 라우터의 부담을 줄임
• 보다 빠른 패킷 전송을 위해 전용 하드웨어 사용
• 신뢰성과 안정성이 중요한 요소로 작용

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3. 소규모 vs. 중/대규모 라우터 비교

역할	데이터 전달 + 보안 기능 포함	외부 네트워크 연결 전용
기능	멀티 기능 수행 (VPN, 방화벽 포함)	빠른 데이터 전송 및 고성능 처리
구성	비용 절감을 위해 단일 구성	안정성을 고려한 이중화 가능
내부 네트워크 연결	직접 라우팅	레이어3 스위치가 담당

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라우터는 네트워크에서 핵심적인 역할을 하는 기기이며, 거점의 규모에 따라 역할과 기능이 달라진다.

• 소규모 거점에서는 라우터가 여러 역할을 수행해야 하지만, 비용 절감이 중요한 요소가 된다.
• 중/대규모 거점에서는 성능과 신뢰성을 최우선으로 하여, 라우터가 외부 네트워크 연결에 집중할 수 있도록 설계해야 한다.

라우터를 효과적으로 운용하기 위해서는 거점의 특성을 고려한 네트워크 설계가 필수적이다.

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라우터와 라우팅: 네트워크의 핵심 요소

1. 라우터란?

라우터(Router)는 OSI 모델의 3계층(네트워크 계층) 에 속하는 네트워크 장비로, 서로 다른 네트워크를 연결하고 패킷을 목적지까지 전달하는 역할을 한다.

• 스위치(2계층)와 차이점: 스위치는 MAC 주소 기반으로 패킷을 전달하지만, 라우터는 IP 주소 기반으로 경로를 선택한다.
• WAN과 LAN의 경계선 역할: 각 네트워크의 출입문 역할을 하며, 다른 네트워크로 가는 경로를 결정한다.

2. 라우팅이란?

라우팅(Routing)은 네트워크 내에서 패킷을 최적의 경로로 전달하는 과정 을 의미한다. 라우터는 라우팅 테이블(Routing Table) 을 참조하여 패킷의 목적지를 결정한다.

2.1 라우팅 테이블이 포함하는 정보

• 목적지 네트워크 주소: 패킷이 가야 할 네트워크의 주소
• 출발 인터페이스: 패킷을 어느 포트에서 전송할지 결정
• 다음 홉(Next Hop) 주소: 패킷을 다음으로 전달할 라우터의 주소
• 경로 비용(Metric): 최적의 경로를 선택하기 위한 기준 값

라우터는 라우팅 테이블에 등록된 네트워크 주소와 일치하는 경로가 없으면 패킷을 폐기 한다. 따라서, 패킷이 올바른 목적지에 도달하려면 라우팅 테이블이 적절히 설정되어 있어야 한다.

 

3. 라우팅 방법

라우팅 방식은 크게 정적 라우팅(Static Routing) 과 동적 라우팅(Dynamic Routing) 으로 구분된다.

 

3.1 정적 라우팅 (Static Routing)

• 관리자가 직접 라우팅 정보를 설정
• 경로를 수동으로 입력해야 하므로 네트워크 변경 시 재설정이 필요
• 소규모 네트워크에서 유리
• 부하가 적지만 유지보수가 어려움

3.2 동적 라우팅 (Dynamic Routing)

• 라우팅 프로토콜을 사용하여 자동으로 경로를 학습
• 네트워크 변화에 따라 라우터 간 정보를 자동 갱신
• 대규모 네트워크에서 유리
• 부하가 발생할 수 있음

 

4. 대표적인 라우팅 프로토콜

동적 라우팅에서는 라우팅 프로토콜(Routing Protocol) 을 사용하여 라우팅 테이블을 자동으로 갱신한다. 주요 프로토콜로는 RIP, OSPF, BGP 가 있다.

• 디스턴스 벡터 알고리즘(Distance Vector Routing AIgorithm)
• 링크 스데이트 알고리즘(Link State Routing AIgorithm)
• 패스 벡터 알고리즘(Path Vector AIgorithm)

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4.1 RIP (Routing Information Protocol)

• 디스턴스 벡터 알고리즘(Distance Vector Algorithm) 사용
• 홉(Hop) 수를 기준으로 최적 경로를 결정 (최대 15홉 제한)
• 단순한 구조이지만 대규모 네트워크에는 적합하지 않음

 

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4.2 OSPF (Open Shortest Path First)

• 링크 스테이트 알고리즘(Link-State Algorithm) 사용
• 홉 수가 아닌 경로 비용(Metric) 을 기반으로 최적 경로 선택
• 대규모 네트워크에서도 안정적으로 동작
• 설정이 다소 복잡함

링크 스테이트 일고리즘에서는 이 링크 정보 데이터베이스를 가지고 각 링크(경로)에 할당된 비용에서 최적 경로를 계산한다.

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4.3 BGP (Border Gateway Protocol)

• 인터넷 백본(Backbone)에서 사용되는 라우팅 프로토콜
• 패스 벡터 알고리즘(Path Vector Algorithm) 사용
• ISP(인터넷 서비스 제공업체) 간 경로 최적화에 활용

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5. 기본 경로 (Default Route)

라우터가 특정 목적지에 대한 라우팅 정보를 가지고 있지 않은 경우, 미리 설정된 기본 경로(Default Route) 로 패킷을 전달할 수 있다.

• 소규모 네트워크에서 인터넷 트래픽을 외부 게이트웨이로 보내는 데 사용
• 라우팅 테이블을 간소화하는 장점이 있음

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라우터는 네트워크 간 패킷을 중계하며, 정적/동적 라우팅을 활용해 경로를 결정 한다.

• 소규모 네트워크: 정적 라우팅이 적합 (운영이 간편)
• 대규모 네트워크: 동적 라우팅이 필수 (자동화된 최적 경로 선택)

라우팅 프로토콜은 네트워크의 특성과 요구 사항에 따라 적절히 선택해야 하며, RIP, OSPF, BGP 같은 프로토콜을 활용해 효율적인 네트워크 운영이 가능하다.