[네트워크 기초] 5. 네트워크 장비- 라우터

 

1️⃣ 라우터  - 서로 다른 네트워크를 연결하는 데이터 

서로 다른 서브넷을 가진 네트워크 1과 네트워크 2가 있다고 한다면 서로 다른 네트워크이기 때문에 네트워킹 영역이 달라 통신을 할 수 없다. 네트워크1 과 네트워크2가 서로 통신을 하기 위해서는 두 개의 네트워크 사이에 네트워크 장비를 하나 더 두고 해당 스위치 A와 스위치 D 사이를 오가는 데이터를 중계하면 된다. 

 

이렇게 네트워크1과 네트워크2 사이를 중계하는 장비를 라우터 Router라고 한다 

라우터는 네트워크 인프라에서 최적의 경로를 찾아주는 행위자를 의미한다.

 

실제 인터넷과 같은 대규모 네트워크에서는 하나의 라우터에 수십여 대의 스위치 혹은 서로 다른 라우터 장비들이 연결되기도 한다. 

그래서 실제로 대규모 데이터 센터에서 사용하는 라우터 장비들을 보면 기본 48개의 포트 혹은 그 이상의 많은 포트를 지원한다. 

 

포트 수가 많다는 것은 라우터에 연결되는 네트워크 장비가 많다는 것을 의미하고, 이는 라우터가 중계할 수 있는 서로 다른 네트워크가 많다는 의미이기도 하다. 

근데 라우터가 중계할 수 있는 네트워크의 수가 많으면 많을수록 높은 성능과 비용이 요구된다. 

라우터

 

 

 

2️⃣ 라우터가 통신을 중계하는 방법 - 라우팅 테이블

단말장치들은 ARP 테이블에 등록된 MAC 주소 정보를 가지고 데이터를 생성할 수 있었고, 스위치 장비들은 MAC 주소 테이블을 가지고 해당 데이터들을 목적지까지 전달할 수 있었다. 

라우터 또한 라우팅 테이블 Routing Table 이라는 별도의 표를 가지고 있으며 이 표를 가지고 데이터를 다른 라우터로 전달해줄 수 있다. 

 

스위치와 허브가 단말장치 간 데이터를 중계며 하나의 네트워크를 구성했다면, 라우터는 해당 네트워크들을 서로 중계하는 위치에 있다. 

그리고 라우터가 해당 네트워크들을 중계하는 수단이 바로 라우팅 테이블이다. 

 

라우터가 해당 네트워크들을 중계하는 수단이 바로 라우팅 테이블이다. 

라우팅 테이블에는 라우터와 연결된 네트워크 주소별로 데이터를 보내기 위한 출력 인터페이스가 정의되어 있다.

해당 네트워크의 목적지 주소별 출력 인터페이스 정보를 가지고 라우터는 데이터의 목적지 IP 주소의 네트워크 주소에 해당되는 출력 인터페이스로 데이터를 포워딩할 수 있다. 

 

네트워크로부터 데이터를 전달받은 라우터는 제일 먼저 데이터에 저장된 목적지 IP주소를 확인한다.

그리고 해당 목적지 IP주소를 가지고 라우팅 테이블에서 해당 IP주소가 어느 네트워크 주소에 해당되는지 찾는다. 

찾을때 방법은 간단하게 서브넷마스크 주소를 가지고 네트워크 주소를 계산하는 방법을 활용하면 된다.

 

즉, 목적지 IP주소를 각 라우팅 테이블의 서브넷마스크 주소와 AND 연산을 하면 IP주소가 속한 네트워크의 주소가 계산되는데, 이때 계산된 네트워크 주소값이 라우팅 테이블의 네트워크 주소값과 일치하는지 확인해보면 된다. 

(이때 일치한다라는 의미는 목적지 IP주소가 라우팅 테이블의 네트워크 주소와 동일한 네트워크에 속한다는 의미이다.)

 

 

❗️정리

라우터는데이터가 전달되면 제일 먼저 데이터의 목적지 IP주소를 확인하고, 

목적지 IP 주소를 라우팅 테이블의 각 서브넷마스크 주소와 AND 연산하여 목적지 IP주소가 속한 네트워크 주소를 계산한다. 

그리고 라우팅 테이블의 네트워크 주소 값이 계산된 네트워크 주소 값과 일치하면 그에 맞는 출력 인터페이스를 통해 다른 네트워크로 데이터를 전달한다. 

 

 

 

3️⃣ 라우터의 최적 경로 설정 방법 - 라우팅 (Routing)

보통은 하나의 라우터가 모든 네트워크와 연결되어 데이터를 중계하지 않는다. 

라우터 장비도 한번에 처리할 수 있는 데이터 양에 한계가 있기 때문에 다른 라우터 장비들과 연결되어 데이터를 중계한다.

그리고 이 과정에서 경로라는 개념이 생겨난다. 

 

서로 연결되는 라우터 장비가 많으면 많을수록 네트워크의 규모도 커지지만 이에 비례해서 데이터가 갈 수 있는 경로의 수도 함께 증가한다. 

하지만 이 모든 경로로 데이터를 보낼 수는 없기 때문에 라우터 장비는 많은 경로 중에서도 데이터의 손실 없이 가장 빠르고 안전하게 목적지까지 데이터를 보낼 수 있는 경로를 선택해야 한다. 

 

네트워크에서 이런 데이터의 최적 경로 설정 방식을 바로 라우팅 Routing이라고 한다.

데이터를 목적지까지 전달하기 위한 경로는 매우 다양하지만, 전송 회선의 속도가 빠를수도 있고 데이터가 지나가는 회선의 길이는 짧지만, 데이터의 부하가 많아 처리 속도가 늦을 수도 있다.

 

따라서 라우팅은 매우 다양한 네트워크 환경에서 최단 시간에 데이터를 목적지가지 보낼 수 있는 최적의 경로를 설정하는 방법이라고 이해하면 된다. 

 

 

 

4️⃣ 정리 

라우터는 서로 다른 네트워크를 연결할 때 사용하는 네트워크 장비이다. 
라우터는 라우팅 테이블에 정의된 네트워크 주소별 인터페이스 정보를 가지고 데이터를 중계한다. 
라우터의 가장 큰 역할은 최적 경로를 설정하는 것이며, 이를 라우팅이라고 한다.