라우터(Router) 구성요소들 분석

라우터는 L3 계층의 장비이자 다른 네트워크로 접근하기 위한 중요한 장비이다.

라우터의 구성요소들을 하나하나 알아보면서 어떻게 다른 네트워크와 이어주는 역할을 할 수 있는지 알아보자.

 

목차

• 라우터란?
  • 정의
  • 구성요소
• 왜 필요한가
• 라우터의 역할
• 동작 흐름
• 실습하기
• 마무리

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라우터란?

라우터는 OSI 3계층에서 동작하는 네트워크 장비로, 서로 다른 네트워크를 연결하고, IP 기반으로 최적의 경로를 찾아 데이터를 전달(라우팅)해주는 역할을 한다.

내가 속하지 않는 네트워크 대역의 트래픽은 모두 라우터를 통해 외부로 이동한다.

 

라우터의 구성요소

• 게이트웨이: 외부로 나가는 출구의 역할(IP 주소가 있음)
• NAT 모듈: 공인 IP <-> 사설 IP 의 변환을 해줘 보낼 네트워크 영역에 맞는 IP로 변환해줌
• 라우팅 엔진: 라우팅 테이블 생성 / 관리하고 경로 계산을 해줌
• 포워딩 엔진: 실제 패킷을 전송하는 역할
• DHCP 서버: 자신 서브넷에 속하는 클라이언트에게 IP를 부여해줌

 

 

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라우터의 역할

• IP 주소 기반 라우팅 경로 결정
• 목적지 IP에 맞는 다음 홉 선택
• 게이트웨이 역할 수행
• NAT를 통해 사설 IP를 공인 IP로 변환
• MAC 주소 재작성 후 다음 목적지로 패킷 전송

 

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동작흐름

상활 설정

장치	IP 주소	서브넷
내 PC	192.168.10.10	192.168.10.0/24
디폴트 게이트웨이(라우터)	192.168.10.1	192.168.10.0/24
외부 목적지 (예: DNS 서버)	8.8.8.8	(인터넷 상 공인 IP)

 

PC에서 ping 8.8.8.8 전송하는 상황

해당 패킷의 IP헤더 속

출발지 IP 192.168.10.10

도착지 IP 8.8.8.8

1. ping 8.8.8.8 실행

2. OS의 서브넷 계산

정보를 통해 OS에서 서브넷 마스킹 계산

192.168.10.0/24 가 나오고 목적지는 다른 서브넷이라고 판단

라우팅 테이블(OS가 가진) 속 디폴트 게이트웨이로 보냄(192.168.10.1)

ip route
→ default via 192.168.10.1 dev eth0

 

3. 라우팅 엔진이 라우팅 테이블(라우터가 가)을 확인해 다음 홉 지정

• 정적 라우팅
  • 미리 라우팅 장소를 지정

• 동적 라우팅
  • OSPF, BGP, RIP(다음 포스팅 주제) 등 라우팅 프로토콜로 가장 가까운 라우터를 자동으로 지정

• 기본 라우팅(default)
  • 기본으로 지정된 곳 보통은 게이트웨이
  • 보통 ISP로 라우팅(일단 모르겠으면 SKT한테 보내보자)

4. NAT 모듈의 주소변환

• 다음 네트워크 영역에 맞게 주소 변환(사설 -> 공인)
• SNAT 방식으로 NAT 테이블에 작성

5. 포워드 엔진이 포워딩 수행

• 다음 홉의 MAC 주소로 프레임 재구성

 

 

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실습하기

실습 상황

두 개의 라우터 서버와 각 라우터 서버에 딸린 클라이언트 서버가 있는 상황

route 1
ens160: 10.128.0.66/19
ens224: 10.0.0.1/24
db 1
ens33: 10.0.0.100/24

route 2
enp0s3: 10.128.0.123/19
enp0s8:  10.255.0.1/24
db2
enp0s3: 10.255.0.2/24 

 

라우터 1의 라우트 테이블

 

`[root@router01 ~]# ip route add 10.255.0.0/24 via 10.128.0.123 dev ens160`

를 통해 라우터 2의 내부 서버 라우팅 정보 넣기

라우터1 서버가 라우터2 내부 서버 핑 성공

라우터1 내부 서버가 라우터2 내부 서버 핑 성공

 

지금까지는 정적 라우팅까지 실습했다.

 

 

마무리

단순히 공유기라고만 생각한 라우터가 다양한 부품들이 모여 동작한다는 걸 알게 되었다.

이제 동적 라우팅 프로토콜에 대해 공부를 추가로 해야할 거 같다.