혼자 공부하는 네트워크 3-3 공부 기록

라우팅

라우팅은 네트워크 상에서 패킷이 목적지까지 이동할 수 있도록 최적의 경로를 설정하고, 그 경로로 패킷을 전송하는 과정입니다. 이 과정에서 중요한 장비는 라우터로, 패킷이 서로 다른 네트워크 간에 이동할 수 있도록 연결을 제공합니다. L3 스위치도 라우터와 비슷한 역할을 수행하지만, 두 장치는 네트워크 계층에서 기능이 거의 동일합니다.

패킷이 목적지에 도달하기 전, 여러 라우터를 경유할 수 있습니다. 이때, 라우터와 라우터 또는 호스트와 라우터 간에 패킷이 이동하는 각각의 과정을 홉(hop)이라고 합니다

라우팅 테이블

라우터는 패킷을 경유할 경로를 결정할 때 라우팅 테이블을 참조합니다. 라우팅 테이블은 목적지까지 가는 경로와 관련된 정보를 담고 있는 표로, 네트워크 통신에서 중요한 역할을 합니다. 주요 정보는 다음과 같습니다:

• 수신지 IP 주소와 서브넷 마스크: 패킷의 최종 목적지를 나타냅니다.
• 다음 홉: 최종 목적지에 도달하기 위해 다음에 경유해야 할 IP 주소 또는 인터페이스를 의미하며, 때때로 게이트웨이로 불리기도 합니다.
• 네트워크 인터페이스: 패킷이 외부로 나가는 통로를 나타냅니다. 네트워크 카드(NIC)의 이름이나 대응하는 IP 주소로 표시될 수 있습니다.
• 메트릭: 경로의 비용을 의미합니다. 라우터는 메트릭이 가장 작은 경로를 선호하여 최적 경로를 선택합니다.

디폴트 라우트

라우팅 테이블에 특정 경로가 없을 때, 디폴트 라우트가 사용됩니다. 디폴트 라우트는 경로가 명확하지 않은 패킷을 전송할 기본 경로를 지정하며, 일반적으로 0.0.0.0/0으로 설정됩니다. 디폴트 라우트는 네트워크 외부로 나갈 때 주로 사용됩니다.

기본 게이트웨이

기본 게이트웨이는 호스트가 속한 네트워크 외부로 나가기 위한 첫 번째 경로입니다. 보통 라우터의 IP 주소를 의미하며, 이 게이트웨이를 통해 패킷은 다른 네트워크로 이동하게 됩니다. 즉, 라우팅 테이블에 지정되지 않은 목적지로 향하는 패킷은 디폴트 라우트를 통해 기본 게이트웨이를 경유하게 됩니다.

정적 라우팅과 동적 라우팅

라우팅 테이블을 채우는 방식에는 정적 라우팅과 동적 라우팅 두 가지가 있습니다.

1. 정적 라우팅:
   • 관리자가 수동으로 라우팅 테이블에 경로를 추가하는 방식입니다. 이 방식은 네트워크 구조가 고정되어 있고 자주 변경되지 않을 때 유용합니다.
   • 하지만 네트워크 상태가 변경되면 수동으로 테이블을 수정해야 하므로 관리에 많은 시간이 소요될 수 있습니다.
2. 동적 라우팅:
   • 라우터가 자동으로 경로를 탐색하고 라우팅 테이블을 갱신하는 방식입니다. 이를 위해 동적 라우팅 프로토콜을 사용하며, 네트워크 상황에 따라 테이블을 실시간으로 업데이트합니다.
   • 동적 라우팅 프로토콜은 네트워크 내에서 최적의 경로를 지속적으로 찾기 때문에 변화에 유연하게 대응할 수 있습니다.

라우팅 프로토콜

라우팅 프로토콜은 라우터 간에 정보를 교환하여 패킷의 이동 경로를 설정하는 데 사용됩니다. 라우팅 프로토콜은 IGP(Interior Gateway Protocol)와 EGP(Exterior Gateway Protocol)로 나뉩니다.

IGP(Interior Gateway Protocol)

IGP는 AS(자율 시스템) 내부에서 사용하는 라우팅 프로토콜입니다. 대표적인 IGP로는 RIP와 OSPF가 있습니다.

1. RIP(Routing Information Protocol):
   • 거리 벡터 라우팅 프로토콜로, 경유하는 라우터의 수(홉 수)를 기준으로 최적 경로를 선택합니다.
   • 인접한 라우터 간에 경로 정보를 주기적으로 교환하여 라우팅 테이블을 갱신합니다.
   • 간단한 방식이지만, 경유 홉 수가 15를 초과하면 경로를 찾지 못하는 단점이 있습니다.
2. OSPF(Open Shortest Path First):
   • 링크 상태 라우팅 프로토콜로, 네트워크 상태 정보를 그래프 형태로 저장하고, 이를 기반으로 최적 경로를 계산합니다.
   • 네트워크 대역폭을 고려하여 경로를 선택하며, 대역폭이 넓을수록 메트릭이 낮은 경로로 간주됩니다.
   • OSPF는 네트워크 구성이 변경되었을 때만 테이블을 갱신하므로, RIP과 달리 불필요한 업데이트가 적습니다.
   • AS를 에어리어(Area)라는 단위로 나뉘고, 각 에어리어는 ABR(Area Border Router)를 통해 서로 연결됩니다

EGP(Exterior Gateway Protocol)

EGP는 AS 간의 라우팅을 담당하며, 대표적인 프로토콜로 BGP(Border Gateway Protocol)가 있습니다.

• BGP:
  • AS 간의 통신을 위한 프로토콜로, 경로 선택 시 홉 수만이 아니라 다양한 정책과 속성을 고려합니다.
  • 주요 속성:
    1. AS-PATH: 패킷이 목적지까지 도달할 때 거쳐 가는 AS들의 목록을 나타냅니다.
    2. NEXT-HOP: 패킷이 다음에 경유할 라우터의 IP 주소입니다.
    3. LOCAL-PREF: 특정 경로를 더 선호하도록 설정할 수 있는 값입니다. 값이 클수록 우선 순위가 높아집니다.

BGP는 경로 결정을 매우 복잡하게 처리하는 프로토콜로, RIP과 OSPF처럼 단순히 경로 길이만을 고려하지 않고 다양한 속성들을 분석해 최적의 경로를 결정합니다.

AS(Autonomous System)

AS는 하나의 관리 주체에 의해 운영되는 네트워크 그룹입니다. 인터넷은 여러 AS들이 서로 연결된 형태로 구성되며, 각 AS는 고유한 AS 번호(ASN)를 가지고 있습니다.

1. 내부 라우팅(IGP): AS 내부에서 사용하는 라우팅을 담당하며, 대표적으로 RIP와 OSPF 같은 프로토콜이 사용됩니다.
2. 외부 라우팅(EGP): 다른 AS와 통신할 때 사용되는 라우팅으로, 주로 BGP를 통해 외부 경로를 설정합니다.

AS 간 통신

AS 간 통신은 BGP를 통해 이루어지며, 피어링이라는 과정을 통해 AS 간 경로가 설정됩니다. 피어링은 BGP 라우터 간에 경로 정보를 교환하며, AS-PATH와 같은 정보를 바탕으로 경로가 결정됩니다.