[네트워크] IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문 - 5장. 라우터/L3 스위치: 3계층 장비 (2) 경로 지정

5.2 경로 지정 - 라우팅/스위칭

라우터의 패킷 처리 과정에서 수행하는 역할

- 경로 정보를 얻어 경로 정보를 정리

- 정리된 경로 정보를 기반으로 패킷 포워딩

 

서브넷 단위로 라우팅 정보를 습득하고 라우징 정보 최적화를 위해 Summary 작업으로 여러 개 서브넷 정보를 뭉쳐 전달함

따라서 패킷 목적지 주소와 라우팅 테이블 정보가 정확히 일치하지 않아도 근접한 정보로 포워딩 해야 함

 

 

라우팅 동작과 라우팅 테이블

홉 바이 홉(Hop-by-Hop) 라우팅

- 인접한 라우터까지 경로 지정해서 최적 경로 파악한 다음, 최적의 넥스트 홉(Next Hop, 인접한 라우터)으로 패킷 포워딩

- 네트워크를 한 단계씩 뛰어 넘는 라우팅

넥스트 홉 지정 방법

- 다음 라우터 IP (넥스트 홉 IP) 지정: 일반적으로 사용

- 라우터의 나가는 인터페이스 지정: 상대방 넥스트 홉 라우터 IP 모르고 MAC 주소 정보만 알 때 사용. 

-  라우터의 나가는 인터페이스 다음 라우터 IP를 동시에 지정

출발지 고려하지 않고 목적지 정보만 수집 -> 패킷 목적지 주소 확인 -> 패킷 넥스트 홉으로 포워딩

라우팅 테이블 저장 데이터: 목적지 주소, 넥스트 홉 IP 주소, 나가는 로컬 인터페이스 (선택 가능)

 

cf.

소스 라우팅: 출발지에서 경로를 지정하는 것

PBR(Policy-Based Routing): 패킷의 출발지 주소를 이용해 라우터가 경로를 지정하는 것

TTL(Time To Live)

- 3계층 IP 헤더, 패킷이 네트워크에 살아있을 수 있는 시간 (홉) = 수명 값

- 홉(라우터)을 지날 때 마다 1 감소

- 패킷이 사라지지 않는 경우 라우팅 루프가 일어날 수 있음

 

 

라우팅 (라우터가 경로 정보를 얻는 방법)

1) 다이렉트 커넥티드 Direct Connected

사용된 IP 주소와 서브넷 마스크로 해당 IP 주소가 속한 네트워크 주소 정보를 알아내고, 이 정보로 라우팅 테이블을 자동 생성함

인터페이스에 IP 설정하면 자동으로 만들어지는 정보

 

2) 스태틱 라우팅 Static Routing

관리자가 직접 목적지 네트워크와 넥스트 홉 지정

연결된 인터페이스 정보가 삭제되거나 비활성화 되면 연관된 라우팅 저오가 자동 삭제됨. 단, 논리 인터페이스는 사라지지 않을 수 있음

 

3) 다이나믹 라우팅 Dynamic Routing

관리할 네트워크가 많아지거나 연결이 복잡해지면 직접 관리가 어려워지는 한계 발생

스태틱 라우팅 단점을 보완하여 라우터끼리 자신이 알고 있는 경로 정보나 링크 상태 정보를 교환해 전체 네트워크를 학습함

주기적으로 또는 상태 정보가 변경되면 라우터끼리 정보를 교환하여 장애가 발생하면 대체 경로로 패킷 포워딩 가능

대부분 네트워크에서 사용됨

자신이 광고할 네트워크를 선언해주어야 함

 

토폴로지 테이블: 라우터가 수집한 경로 정보, 원시 데이터

라우팅 테이블: 토폴로지 테이블의 정보들 중 최적의 경로를 저장하는 테이블

 

 

스위칭 (라우터가 경로 지정하는 방법)

스위칭: 라우팅 테이블을 참고해 최적의 경로로 패킷을 라우터 외부로 포워딩하는 작업

2계층 스위치와 비슷하나 다른 용어. 3계층 장비인 라우터가 패킷 경로를 지정해 보내는 작업을 말함

 

Longest Prefix Match 기법 (= Maximun Prefix Length Match)

- 라우팅 테이블에서 가장 좋은 항목을 찾는 알고리즘으로 가장 가깝게 매치되는(유사한) 경로 정보로 가장 가까운 경로를 선택하는 기법

- 리소스를 많이 소모해 부하가 걸려 캐시를 먼저 확인함

 

 

라우팅, 스위칭 우선순서

좋은 경로 정보를 정하는 우선순위

경로 정보 받은 방법에 따른 기본 우선순위: 다이렉트 커넥티드 > 스태틱 라우팅 > 다이나믹 라우팅

Administrative Distance 관리 거리: 관리자가 조정하는 우선순위, 라우터마다 가중치가 다름

코스트Cost 값: 거리를 나타내는 값. 라우팅 프로토콜 마다 다름

ECMP(Equal-Cost Multi Path) 

패킷 스위칭시에는 롱기스트 프리픽스 매치 기법 활용

 

[정리]

1. 스위칭: 롱기스트 매치

2. 라우팅: AD(관리 거리) > 코스트 > 부하 분산(ECMP)