[Network] 네트워크 3계층 라우터 이론 정리(Router, Routing Table, TTL, Routing)

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Nirsa 2024. 8. 1. 22:14

네트워크 3계층 라우터 이론 정리(Router, Routing Table, TTL, Routing)

패킷의 목적지 IP 주소를 확인하고 자신이 가진 경로(Route) 정보를 이용하여 최적의 경로로 포워딩 해주는 역할을 수행하고 이는 네트워크를 구성하는 핵심 장비가 되며 아래와 같은 특징들을 가지게 됩니다.

경로에 대한 정보를 얻음 → 해당 경로로 패킷 포워딩
멀티 캐스트 습득 X, 브로드캐스트 패킷 전달 X
이러한 특성으로 인해 브로드캐스트가 많이 발생하는 경우 라우터로 네트워크를 분리하면 성능을 높일 수 있음
LAN 구간에서 WAN 구간으로 들어갈 때 프로토콜 헤더를 변환 시킴(ex. Ethernet → PPP)

A. 라우팅 테이블

다음으로 이동할 최적의 경로를 라우팅 테이블이라는 공간에 아래와 같이 크게 3가지의 정보를 저장하게 됩니다.

※ 넥스트 홉(Next Hop)
다음으로 이동할 라우터를 넥스트 홉이라고 부르며, 일반적으로 IP 또는 인터페이스를 지정하여 결정합니다.

B. 3계층의 특징

TTL은 홉을 하나씩 건널 때 마다 1씩 감도 되는데, 더이상 홉을 건널 수 없을때(TTL이 0일 때) 네트워크 장비는 해당 패킷을 버립니다.

이렇게 TTL이 0이 되면 패킷을 버리는 특징 때문에 3계층에서는 패킷이 무한 반복되며 살아있는 루프 현상은 TTL 필드에 의해 발생하지 않는 특징을 가지게 됩니다.

※ 운영체재별 TTL
Windows는 128, Linux와 macOS는 64의 기본 TTL 값을 가집니다. 절대적이진 않지만, 이러한 특징을 이용해 상대방의 운영체재를 짐작할 수 있습니다.

C. 라우팅

라우터는 크게 3가지 방법(다이렉트 커넥티드, 스태틱 라우팅, 다이나믹 라우팅)으로 경로 정보를 학습합니다.

다이렉트 커넥티드(Direct Connected) : 라우터의 인터페이스에 직접 연결된 네트워크(동일 네트워크)에 대한 경로 정보
스태틱 라우팅 (Static Routing) : 네트워크 관리자가 수동으로 특정 목적지에 대한 경로 설정
다이나믹 라우팅(Dynamic Routing) : 라우터가 네트워크의 상태를 실시간으로 학습하며 라우팅 프로토콜을 사용하여 경로 정보를 동적으로 교환하게 됩니다. 이렇게 교환된 정보는 전체 네트워크 정보를 학습하게 됩니다.

스태틱 라우팅의 경우 대규모 네트워크에서 모든 경로를 수동으로 관리하는 것은 현실적으로 힘들기 때문에 작은 규모의 네트워크 또는 특정 경로 제어가 필요한 경우에 주로 사용 합니다.

반대로 다이나믹 라우팅은 자동으로 경로 정보를 업데이트하기 때문에 네트워크 확장 및 복구 능력이 뛰어납니다. 대규모 네트워크 환경이나 지속적인 네트워크 구성의 변화가 발생하는 환경 등에서 주로 사용됩니다.

다이나믹 라우팅의 대표적인 프로토콜은 크게 RIP, OSPF, EIGRP, ...로 나뉘어 집니다. 이에 대한 설명은 20년도에 쉬면서 네트워크 정리했던 링크로 대신합니다.

RIP : https://nirsa.tistory.com/30
EIGRP : https://nirsa.tistory.com/31
OSPF : https://nirsa.tistory.com/32