라우팅 & 라우터란? (IP 라우팅)

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라우팅이란?

네트워크 라우팅은 하나 이상의 네트워크에서 경로를 선택하는 과정입니다.

라우팅 원칙은 전화 네트워크에서 대중 교통에 이르기까지 모든 유형의 네트워크에 적용될 수 있습니다.

패킷 교환 네트워크 중 하나인 인터넷 라우팅은 IP 패킷이 이동할 경로를 선택합니다.

이러한 인터넷 라우팅 결정은 라우터라는 특수한 네트워크 하드웨어에 의해 이루어집니다.

예를 들면

아래 그림을 참고하여 설명하겠습니다.

데이터 패킷이 컴퓨터A에서 컴퓨터B로 전달되는 방법은 2가지가 있습니다.

1. 네트워크 1 - 3 - 5
2. 네트워크 2 - 4 

어떤 쪽으로 통과해야 할까요?

네트워크 2,4를 통하는 것이 더 짧은 경로이지만, 네트워크 1, 3, 5가 2, 4보다 패킷을 전달하는데 더 빠를 수 있습니다.

네트워크 라우터는 지속해서 이런 종류의 선택을 하게 됩니다. 

라우팅 테이블

 

라우팅이 중요한 이유

라우팅은 네트워크 통신의 효율성을 높입니다.

네트워크 통신 장애가 발생하면 웹 사이트 페이지가 로드될 때까지 사용자가 기다리는 시간이 길어집니다.

또한 웹 사이트 서버에서 많은 수의 사용자를 처리하지 못해 서버의 작동이 중단될 수 있습니다.

라우팅은 네트워크가 정체 없이 최대한 많은 용량을 사용할 수 있도록 데이터 트래픽을 관리함으로써, 네트워크 장애를 최소화해 줍니다.

 

라우터 란?

라우터는 컴퓨팅 디바이스와 네트워크를 다른 네트워크에 연결하는 네트워킹 디바이스입니다.

라우터는 주로 3가지 기본 기능을 수행합니다.

경로 설정

라우터는 소스에서 대상(목적지)으로 이동하는 데이터의 경로를 결정합니다.

지연, 용량 및 속도와 같은 네트워크 지표를 분석하여 최상의 경로를 찾으려고 시도합니다.

데이터 전달

라우터는 선택한 경로의 다음 디바이스로 데이터를 전달하여 최종적으로 대상(목적지)에 도달하도록 합니다.

디바이스와 라우터는 동일한 네트워크에 있거나 서로 다른 네트워크에 있을 수 있습니다.

로드 밸런싱

경우에 따라 라우터가 여러 경로를 사용하여 동일한 데이터 패킷의 여러 사본을 전송할 수도 있습니다.

이 방법을 통해 데이터 손실로 인한 오류를 줄이고 이중화를 구현하고 트래픽 볼륨을 관리합니다.

 

https://jay-din.tistory.com/77

라우터란?

 

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라우팅 작동 원리

라우터는 내부 라우팅 테이블을 참조하여 패킷을 라우팅하는 방법을 결정합니다.

라우팅 테이블에는 패킷이 전달되기 위해 택해야 하는 모든 경로가 기록됩니다.

예를 들면,

열차를 탈 때, 승객이 어떤 열차를 타야 할지 결정하기 위해 열차 시간표를 보는 것처럼,
라우터도 패킷을 전달 할 때, 어떤 네트워크 경로로 갈지 보는 것입니다.
이과정을 라우팅이라고 합니다.

라우터 작동 방식

라우터가 패킷을 수신하면 열차 안내원이 승객의 티켓을 확인하여 어떤 열차를 타야하는지 알려줍니다.

이와 같이 패킷의 헤더(열차 티켓)를 읽어 가려는 목적지를 확인합니다.

그런 다음 라우팅 테이블의 정보를 기반으로 패킷을 라우팅할 위치를 결정합니다.

 

라우터는 수백만 개의 패킷을 대상으로 초당 수백만 번의 작업을 수행합니다.

패킷이 목적지로 이동할 때 각기 다른 라우터에 의해 여러 번 라우팅 될 수 있습니다.

패킷 헤더 란?
패킷에 첨부된 작은 데이터 묶음으로, 우편물 외부에 찍힌 포장 전표처럼 패킷의 출처, 향하는 위치 등 유용한 정보를 제공한다.

라우팅 테이블은 정적일 수도 있고 동적일 수도 있습니다.

정적 라우팅

정적인 라우팅 테이블은 변경되지 않습니다. 네트워크 관리자는 정적 라우팅 테이블을 수동으로 설정합니다.

이에 따라 기본적으로 관리자가 테이블을 수동으로 업데이트하지 않는 한 데이터 패킷이 네트워크를 통과하면서 택하는 경로가 설정됩니다.

동적 라우팅

동적 라우팅 테이블은 자동으로 업데이트됩니다. 동적 라우터는 다양한 라우팅 프로토콜을 사용하여 최단 경로와 가장 빠른 경로를 결정합니다.

또한, Google 지도, Waze, 기타 GPS 서비스가 과거 주행 성능 및 현재 운전 조건을 기반으로 최상의 주행 경로를 결정하는 방식과 유사하게 패킷이 목적지에 도달하는 데 걸리는 시간을 기반으로 결정을 내립니다.

동적 라우팅에는 더 많은 컴퓨팅 성능이 필요하며, 이것은 소규모 네트워크에서 정적 라우팅에 의존할 수 밖에 없는 이유이기도 합니다. 그러므로 중간 규모 및 대규모 네트워크의 경우 동적 라우팅이 훨씬 더 효율적입니다.

 

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주요 라우팅 프로토콜이란?

네트워킹에서 프로토콜은 연결된 모든 컴퓨터가 데이터를 이해할 수 있도록 데이터 형식을 지정하는 표준화된 방법입니다.

네트워크 라우팅 프로토콜

인터넷 프로토콜(IP)	인터넷 프로토콜(IP)은 각 데이터 패킷의 출발지와 도착지를 지정합니다. 라우터는 각 패킷의 IP 헤더를 검사하여 패킷을 보낼 위치를 식별합니다.
경계 게이트웨이 프로토콜 (BGP)	경계 게이트웨이 프로토콜(BGP) 은 어떤 네트워크에서 어떤 IP 주소를 제어하고 어떤 네트워크가 서로 연결되는지 알리는데 사용됩니다. (이러한 BGP 알림을 수행하는 대규모 네트워크를 자율 시스템이라고 합니다.) BGP는 동적 라우팅 프로토콜입니다.

자율 시스템(AS; Autonomous System)내에서 패킷을 라우팅하는 프로토콜

최단 경로 우선(OSPF)	최단 경로 우선(OSPF) 프로토콜은 일반적으로 네트워크 라우터에서 패킷을 목적지로 보내는데 사용할 수 있는 가장 빠르고 짧은 경로를 동적으로 식별하는데 사용됩니다.
라우팅 정보 프로토콜(RIP)	라우팅 정보 프로토콜(RIP)은 "홉 수"를 사용하여 한 네트워크에서 다른 네트워크로의 최단 경로를 찾습니다. 여기서 "홉 수"는 패킷이 도중에 통과해야 하는 라우터 수를 의미합니다. (패킷이 한 네트워크에서 다른 네트워크로 이동하는 경우 이를 "홉"이라고 합니다.)

 

 

 

 

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참고

https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/network-layer/what-is-routing/

https://aws.amazon.com/ko/what-is/routing/