4-2. Router & L3 Switch

목차

1. L3 Switch

2. Router

   1) Router의 기능 - 경로 지정, 브로드캐스트 컨트롤, 프로토콜 변환

   2) 라우터가 패킷을 처리할 때 수행하는 작업

   3) 라우터가 경로 정보를 얻는 방법

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L3 Switch

• 라우터처럼 3계층에서 동작하는 스위치

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Router

• 경로를 지정해주는 3계층 장비.
• 라우터에 들어오는 패킷의 목적지 IP 주소를 확인하고 자신이 가진 경로 정보를 이용해서 패킷을 최적의 경로로 포워딩
  • 들어온 패킷의 목적지 주소가 라우팅 테이블에 없으면 패킷을 버림
  • 패킷 포워딩 과정에서 기존 2계층 헤더 정보를 제거한 후 새로운 2계층 헤더를 만들어냄.

 

Router의 기능 - 경로 지정, 브로드캐스트 컨트롤, 프로토콜 변환

1. 경로 지정

• 경로 정보를 모아서 라우팅 테이블을 만들고
  패킷이 라우터로 들어오면 패킷의 도착지 IP 주소를 확인해서
  최적의 경로를 지정하고 패킷을 포워딩
  
  
• 경로 정보를 학습하는 방법
  • Direct Connected - 인접 네트워크 정보를 얻는 방법
  • Static Routing - 관리자가 직접 경로 정보를 입력하는 방법
  • Dynamic Routing - 라우터끼리 서로 경로 정보를 자동으로 교환하는 방법

2. 브로드캐스트 컨트롤

• 라우터는 목적지 주소를 모르는 패킷이 전달되면 브로드캐스트 수행하는게 아니라 패킷을 버림.

3. 프로토콜 변환

• 과거) LAN에서 사용하는 프로토콜과 WAN에서 사용하는 프로토콜이 달라서 프로토콜 변환을 라우터가 수행
• 현재) Ethernet으로 수렴되면서 역할이 줄어듦.

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라우터가 패킷을 처리할 때 수행하는 작업

1. 경로 정보를 얻어 경로 정보를 정리하는 역할
2. 정리된 경로 정보를 기반으로 패킷을 포워딩하는 역할

• 서브넷 단위로 라우팅 정보를 습득하고 서머리 작업을 통해 여러 개의 서브넷 정보를 뭉쳐서 전달
• 라우터에 들어온 패킷의 목적지 주소와 라우팅 테이블 정보가 정확히 일치하지 않더라도
  목적지에 가장 근접한 정보를 찾아 포워딩.
• hop-by-hop 라우팅
  : 라우터는 패킷이 목적지로 가는 전체 경로를 파악하지 않고 최적의 넥스트 홉(인접한 라우터)을 선택해서 전송(RIP)
  
  CF). OSPF : 전체 경로를 파악해서 Topology Table을 가지고 최적의 경로를 찾는다! (대역폭을 고려함)
• TTL(Time To Live)
  
  • 3계층의 IP 헤더에 TTL이라는 필드 존재, 이 필드는 패킷이 네트워크에 살아 있을 수 있는 시간(Hop)을 제한
  • TTL은 시간이 아니라 홉(hop)을 지칭.
  • 하나의 hop을 지날 때마다 TTL은 1씩 줄어듦.
  • TTL이 0이 되면 네트워크 장비에서 사라지게 됨.
    → 3계층에서는 Loop가 생길 수 없다.

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라우터가 경로 정보를 얻는 방법

1. Direct Connected

• 라우터의 인터페이스에 IP 주소를 설정하고 인터페이스를 활성화하면 연결된 네트워크 정보를 라우팅 테이블에 기록
• 강제로 지울 수 없고 해당 네트워크 설정을 삭제하거나 해당 네트워크 인터페이스가 비활성화되어야만 자동으로 사라짐

2. Static Routing

• 관리자가 목적지 네트워크와 넥스트 홉을 라우터에 직접 지정해서 경로 정보를 입력하는 것
• 연결된 인터페이스 정보가 삭제되거나 비활성화되면 연관된 static routing 정보가 자동 삭제
• 물리적인 인터페이스가 아닌 논리 인터페이스는 물리 인터페이스가 비활성화되더라도 함께 비활성화되지 않는 경우도 있어서 라우팅 테이블에서 사라지지 않는 경우도 있음
• 라우터 사이의 회선이나 라우터에 장애가 발생하면 장애 상황을 파악하고 대체 경로로 패킷을 보낼 수 없음

3. Dynamic Routing

• 라우터끼리 자신이 알고 있는 경로 정보나 링크 상태 정보를 교환해 전체 네트워크 정보를 학습하는 방식
• 라우터를 연결하는 회선이나 라우터 자체에 장애가 발생하면 이 상황을 인지해 대체 경로로 패킷을 포워딩할 수 있음.
• 대부분의 네트워크에서 다이나믹 라우팅을 사용
• 광고에 필요한 자신의 네트워크를 선언해야 함