라우터(Router)
라우터는 둘 이상의 패킷 전환 네트워크 또는 서브네트워크를 연결하는 장치입니다.라우터는 데이터 패킷을 의도한 IP 주소로 전달하여 이러한 네트워크 간의 트래픽을 관리하고, 여러 장치가 동일한 인터넷 연결을 사용할 수 있도록 하는 등, 두 가지 주요 기능을 제공합니다.
라우터에는 여러 유형이 있지만, 대부분의 라우터는 근거리 통신망(LAN)과 광역 네트워크(WAN) 간에 데이터를 전달합니다.LAN은 특정 지리적 영역으로 제한된, 연결된 장치 그룹입니다.LAN에는 일반적으로 단일 라우터가 필요합니다.
반면, WAN은 넓은 지리적 영역에 분산된 대규모 네트워크입니다. 예를 들어, 전국의 여러 위치에서 운영되는 대규모 조직 및 회사는 각 위치에 대해 별도의 LAN이 필요하며, 이 LAN은 다른 LAN과 연결되어 WAN을 형성합니다. WAN은 넓은 영역에 분산되어 있으므로 여러 라우터와 스위치가 필요한 경우가 많습니다*.
*네트워크 스위치는 동일한 네트워크의 장치 그룹 간에 데이터 패킷을 전달하는 반면, 라우터는 서로 다른 네트워크 간에 데이터를 전달합니다.
[출처] Cloudflare - 라우터란?
즉, 라우터란 이름 그대로 경로를 지정해주는 것이며, 3계층 장비이다.
라우터에 들어오는 패킷의 목적지 IP 주소를 확인하고 자신이 가진 경로(Route) 정보를 이용해 패킷을 최적의 경로로 포워딩한다.
원격지 네트워크와 연결할 때 필수 네트워크 장비이며, 네트워크를 구성하는 핵심 장비이다.
참고 : 라우터 vs L3 스위치
스위치는 보통 2계층에서 많이 사용되는 대표적인 장비이지만, 다른 계층에서도 사용되는데
지금처럼 3계층에서 사용되는 스위치는 L3 스위치라고 부른다. 3계층에서 하는 일이 라우팅이기 때문에, L3스위치와 라우터는 같은 역할을 하게 되는 것이다.
기존에 라우터는 소프트웨어로 구현하는 형태로 구분하거나, 다양한 기능의 라우터와 패킷을 빨리 보내는 데 최적화된 스위치로 구분했지만,
최근 기술 발달로 라우터와 L3 스위치를 구분하기는 어렵다.
따라서 이런 라우터의 동작 방식 등은 L3 스위치에도 모두 동일하게 적용된다.
라우터의 동작 방식과 역할
라우터의 동작 방식 : 1. 경로 지정 → 2. 브로드캐스트 컨트롤 → 3. 프로토콜 변환
1. 경로 지정 - 라우팅/스위칭
라우터의 가장 중요한 역할. 경로 정보를 모아 라우팅 테이블을 만들고 패킷이 라우터로 들어오면 패킷의 도착지 IP 주소를 확인해 적절한 경로를 지정하고 패킷을 포워딩한다.
이 때, 자신이 분명히 알고 있는 주소가 아닌 목적지를 가진 패킷이 들어오면 해당 패킷을 버리기 때문에 패킷이 들어오기 전에 경로 정보를 충분히 수집하고 있어야 한다.
IP 주소는 네트워크 주소와 호스트 주소로 나뉘어있기 때문에 로컬 네트워크와 원격지 네트워크를 구분할 수 있고, 네트워크 주소를 기반으로 경로를 찾아갈 수 있다. - IP 주소체계 참고
라우터는 경로 지정, 패킷 포워딩 두 가지 역할을 구분해서 수행한다. 자신이 얻은 경로 정보에 포함되는 패킷만 포워딩하므로 정확한 목적지 경로를 얻는 것이 매우 중요하다.
- 경로 지정 : 경로 정보를 얻어 경로 정보를 정리하는 역할
- 패킷 포워딩 : 정리된 경로 정보를 기반으로 패킷을 포워딩하는 역할
👇🏻 라우팅 방식의 자세한 내용(라우팅/스위칭)👇🏻
https://chaeyami.tistory.com/201
[Network/네트워크] 라우터(Router) - 경로 지정 : 라우팅 (경로 정보)
앞서 라우터의 동작 방식에서, 라우터가 패킷을 처리할 땐 크게 두 가지 작업을 수행한다고 했었다. 참고 - 라우터의 동작 방식과 역할 경로 지정 : 경로 정보를 얻어 경로 정보를 정리하는 역할
chaeyami.tistory.com
2. 브로드캐스트 컨트롤(Broadcast Control)
패킷의 도착지 주소를 모를 경우, 스위치는 어딘가에 존재할지 모를 장비와의 통신을 위해 패킷을 모든 포트에 전송한다.(플러딩)
LAN은 크기가 작아 플러딩에 대한 영향이 작고, 도착지 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에서 자신의 주소와 패킷의 도착지 주소가 다르면 패킷을 버리기 때문에 이런 플러딩 작업은 네트워크에 큰 무리를 주지 않는다.
그러나 라우터는 분명한 도착지 정보가 있을 때만 통신을 허락하기 때문에,
- 바로 연결되어 있는 네트워크 정보를 제외하고 경로 습득 설정을 하지 않으면 패킷을 포워딩할 수 없으며,
- 라우터의 기본 동작은 멀티캐스트 정보를 습득하지 않고 브로드캐스트 패킷을 전달하지 않는다.
라우터의 이 기능을 이용해 브로드캐스트가 다른 네트워크로 전파되는 것을 막을 수 있는데, 이 기능을 "브로드캐스트 컨트롤/멀티캐스트 컨트롤"이라고 한다.
네트워크에 브로드캐스트가 많이 발생하는 경우, 라우터로 네트워크를 분리하면 브로드캐스트 네트워크를 분할해 네트워크 성능을 높일수 있다.
3. 프로토콜 변환
라우터의 또 다른 역할은 서로 다른 프로토콜로 구성된 네트워크를 연결하는 것이다.
현대 네트워크는 이더넷으로 수렴되므로 이 역할이 많이 줄었지만,
과거에는(현재도 일부) LAN에서 사용하는 프로토콜과 WAN에서 사용하는 프로토콜이 전혀 다른, 완전히 구분된 공간이었다.
LAN은 다수 컴퓨터가 함께 통신하는 데 초점을 맞추었고, WAN은 원거리 통신이 목적이었다.
때문에 LAN 기술이 WAN 기술로 변환되어야만 인터넷과 같이 원격지 네트워크와의 통신이 가능했고, 이 역할을 라우터가 담당했다.
라우터는 3계층에서 동작하는 장비이므로 3계층 주소 정보를 확인하고 그 정보를 기반으로 동작한다.
라우터에 패킷이 들어오면 2계층까지의 헤더 정보를 벗겨내고 3계증 주소를 확인한 후 2계층 헤더 정보를 새로 만들어 외부로 내보낸다.
👉🏻 라우터에 들어올 때의 패킷 2계층 헤더 정보와 나갈 때의 패킷 2계층 헤더 정보가 다른 이유
이 기능을 이용하면 전허 다른 기술간 변환이 가능해진다.
저속 전용회선에서,
WAN 구간 → PPP와 같은 WAN 프로토콜이 사용
LAN 구간 → 이더넷 프로토콜이 사용
LAN 구간에서 패킷이 라우터를 지나면서 2계층까지의 헤더가 벗겨지고,
WAN 구간으로 패킷이 나올 때 PPP 헤더로 변경되어 프로토콜이 변환된다.
참고
⌜IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문⌟ 길벗, 2023
[5장] 라우터/L3 스위치: 3계층 장비 | 5.1 라우터의 동작 방식과 역할 (p.160~163)
* 책을 참고해 필요한 내용을 정리한 것이므로, 책의 내용과 다를 수 있습니다.
GitHub 댓글