[라우팅] 외부 네트워크로 데이터를 전송

보통 인터넷과 무선 LAN으로 같은 네트워크 안에서 데이터를 전송할 수 있습니다. 하지만, 다른 네트워크에 데이터를 보내려면 네트워크를 서로 연결하는 라우터로 전송해야 합니다.

 

데이터를 목적지까지 전달하기 위해서는 라우터라고 하는 네트워크 장비가 필요합니다. 라우터는 네트워크와 네트워크를 연결하는 역할을 하는데, 하나의 라우터는 데이터를 목적지까지 전달하기 위해 다음 네트워크의 경로를 찾고, 그 경로상에 있는 라우터에게 데이터 전달을 위임하게 됩니다. 이런 과정은 최종 목적지를 찾기까지 연쇄적으로 반복되는데, 이렇게 라우터가 목적지의 경로를 찾아 나가는 과정을 라우팅이라고 합니다.

 

 

1. 라우팅

인터넷에서 데이터가 목적지까지 제대로 전달되기 위해서는 라우터가 자신과 연결된 다른 라우터를 찾아나가면서 최종 목적지까지 연결되는 경로를 찾을 수 있어야 합니다. 

그래서 서로 다른 네트워크 간의 통신에서 패킷은 여러 개의 라우터를 경유하여 수신처에 도달합니다. 이때 라우터가 수행하는 수신처까지의 경로 설정을 라우팅이라고 합니다.

라우팅을 수행하기 위해 라우터는 라우팅 테이블(경로 제어표)이라는 정보를 갖고 있습니다. 회수한 패킷의 수신 IP 주소를 보고 라우팅 테이블을 참고로 다음에 어떤 라우터에게 전송할지를 결정합니다.

 

 

 

2. 라우팅 테이블

위에서 라우터가 라우팅할 때에는 라우팅 테이블이 만들어져 있는 것이 대전제라고 설명했습니다. 라우팅 테이블에는 어떤 네트워크로 IP 패킷을 전송하기 위한 경로가 등록되어 있습니다. 경로란 구체적으로 다음에 전송해야 하는 라우터입니다. 라우팅 테이블에 등록된 네트워크 정보를 루트 정보나 경로 정보라고 부릅니다.

 

라우팅이 가능한 것은 모든 호스트와 라우터가 라우팅 테이블이라는 경로 정보를 갖고 있기 때문입니다. 네트워크 인터페이스 계층의 스위치가 포트 번호와 MAC 주소를 기록한 MAC 주소 테이블에 따라 데이터를 전송하는 것처럼, 인터넷 계층의 호스트와 라우터는 라우터와 네트워크를 기록한 라우팅 테이블(또는 경로 제어표)을 사용하여 라우팅을 합니다.

<그림 3> 라우팅 테이블

 

 

 

쉽게 이해하는 네트워크 12. TCP/IP 모델의 인터넷 계층과 IP 프로토콜 (tistory.com)

쉽게 이해하는 네트워크 12. TCP/IP 모델의 인터넷 계층과 IP 프로토콜

 

 

 

 

3. 정적 라우팅과 동적 라우팅

정적 라우팅(Static Routing) 이란?

 

관리자에 의해 미리 등록된 라우팅 테이블을 사용하여 수신처까지 전달하는 방법입니다. 경로가 고정되어 있으므로, 그 경로 중 한 군데라도 상태가 잘못된 곳이 있으면 전달할 수 없습니다.

 

 

네트워크 관리자가 라우팅 테이블에 정책을 추가하여 수동으로 구성하는 방법이다.

동적 라우팅(Dynamic Routing)과는 다르게 네트워크 구성이 변경되어도 정적 라우팅(Static Routing)으로 정책이 반영된 경로는 변경되지 않는다. 

 

1. 장점

    a. 수동으로 정책을 부여하기 때문에 라우터 CPU에 오버헤드가 없어진다.

    b. 네트워크 관리자가 라우팅 동작을 모두 제어할 수 있기 때문에 보안상 더 유리한 부분이 있다.

 

2. 단점

    a. 네트워크 규모가 커질수록 네트워크 관리자의 작업량이 많이 투입된다.

    b. 라우팅 정보가 수동으로 되어 있어 관리자가 실수로 인해 네트워크 정보를 잘 못 입력할 수 있는 인재가 발생할 수 있다. 즉, 네트워크 관리자가 사내 네트워크 구성을 정보를 잘 알고 있어야 한다.

    c. 네트워크 구성 변경에 따라 end to end 트래픽이 라우팅이 되지 않을 때 백업 구성이 되지 않아 관리자가 경로를 재구성할 때까지 사용할 수 없다. 

 

 

 

동적 라우팅(Dynamic Routing) 이란?

라우터끼리 정보 교환을 수행하고, 그 시점에서 가장 적절한 경로를 사용하여 전달하는 방법입니다.

경로 중 상태가 잘못된 곳이 있다면, 자동적으로 다른 경로가 선택됩니다.

 

 

동적 라우팅(Dynamic Routing)은 시스템 내 네트워크의 현재 구성에 맞게 최적의 경로를 찾아서 데이터를 전달하는 방식입니다. 따라서, end to end 간 통신에 손상이 발생하더라도 선택 가능한 다른 경로가 있다면 경로 변경으로 시스템의 내결함성을 가질 수 있습니다.

 

1. 장점

    a. 네트워크 관리자의 라우팅 정책 유지를 위한 작업 리소스가 적다

    b. 네트워크 구성과 상황에 맞게 최적의 경로를 선택할 수 있다.

    c. end to end 경로 손실이 발생하더라도 백업 경로가 있기 때문에 내결함성을 가진다.

 

2. 단점

    a. 다른 많은 장비들과 통신하기 위해 정적 라우팅(Static Routing)에 비해 상대적으로 더 많은 대역폭 소비가 발생한다.

 

https://systemanswer.tistory.com/entry/%EC%A0%95%EC%A0%81-%EB%9D%BC%EC%9A%B0%ED%8C%85Static%EA%B3%BC-%EB%8F%99%EC%A0%81-%EB%9D%BC%EC%9A%B0%ED%8C%85Dynamic-%EB%B9%84%EA%B5%90

정적 라우팅(Static)과 동적 라우팅(Dynamic) 비교

 

 

 

참고로 인터넷에는 수많은 네트워크가 연결되어 있기 때문에 모든 네트워크의 통신 경로를 저장하는 것은 사실상 불가능합니다. 그래서 한 라우터의 라우팅 테이블에 목적지의 정보가 없다면 해당 라우터보다 더 많은 정보를 가지고 있는 기본 라우터 혹은 디폴트(default) 라우터에게 물어보게 됩니다. 이 디폴트 라우터 정보는 각 라우터마다 정적으로 설정되어 있습니다.

 

4. Routing Protocol의 종류

데이터가 전송될 경로를 찾기 위해서 네트워크상의 각 라우터는 서로 누구와 연결되어 있는지에 대한 정보를 교환합니다. 이때 라우팅 프로토콜이 사용되는데, 대표적으로 RIP, OSPF, RIP 등이 있습니다.

 

라우팅 프로토콜은 크게 나눠서 IGP(Interior Gateway Protocol)와 EGP(Exterior Gateway Protocol) 두 종류가 있습니다.

 

 

우선 대표적인 라우팅 프로토콜(동적 라우팅, 정적 라우팅)을 소개하겠습니다.

 

★RIP(Rounting Information Protocol)

IGP의 일종으로 중소 규모의 조직 내에서 사용됩니다. 목적지까지의 라우터 수(홉수)를 중시해 라우팅 테이블을 작성합니다. 목적지까지의 거리를 살펴보고 짧은 경로를 선택하는 방식으로 거리는 경유하는 라우터의 수를 의미하는 홉의 수로 셉니다. 이 방식은 비교적 구성이 간단한 LAN 네트워크에 적합합니다.

 

★OSPF(Open Shortest Path First)

IGP의 일종으로 중대 규모의 조직 내에서 사용됩니다. 전송 속도 등을 고려하고 목적지까지의 속도를 중시해 라우팅 테이블을 작성합니다. 네트워크의 통신 상태 정보를 맵으로 관리하면서 상태가 가장 좋은 경로를 선택하는 방식입니다. 복잡하고 변화가 잦은 네트워크 구성에 적합합니다.

 

AS(자율 시스템) 안에서는 주로 링크 상태형인 OSPF를 사용합니다. 다만, 링크 상태형은 네트워크 규모가 커지면 맵 정보를 처리하는 부하가 커질 수 있습니다. 따라서 네트워크를 몇 개의 영역(area)으로 분할한 후 영역별로 맵을 따로 만드는 방식을 사용합니다.

 

★BGP(Border Gateway Protocol)

EGP의 일종입니다. 목적지까지의 라우터 수(홉수)를 중시해 라우팅 테이블을 작성합니다. 주로 인터넷 백본에서 이용합니다.

 

AS(자율 시스템) 끼리는 경로 벡터인 BGP가 사용됩니다. 경로 벡터형은 경로의 거리뿐만 아니라 경로 도중에 경유하는 AS 정보도 포함하여 경로 정보를 만듭니다.

 

 

출처 - https://www.9tut.com/border-gateway-protocol-bgp-tutorial/comment-page-4

 

참고서적: Gene 저 , 김성훈 역. 『그림으로 배우는 네트워크』. 영진닷컴 , 2020

참고서적: 리브로웍스 저, 신상재 옮김, 『명쾌한 설명과 풍부한 그림으로 배우는 TCP/IP 쉽게 더 쉽게』, 제어펍, 2016

참고서적: ANK Co., Ltd 저, 이영란 역,  『TCP/IP가 보이는 그림책』, 성안당, 2018