주소와 경로
MAC주소는 같은 네트워크 내에서의 수신처를 결정하고, IP주소는 수신처의 컴퓨터를 결정한다. IP주소가 데이터의 최종 수신처가 되고, MAC 주소가 그 다음에 정의되는 수신처가 되는 것(MAC 주소가 '다음으로 보낼 장소'를 지정).
> MAC 주소로 '다음 수신처'를 지정하고 IP주소로 '최종 수신처'를 지정해서 최종 수신처까지의 경로가 만들어짐.(MAC주소는 계속 바뀜)
라우터가 이 경로를 결정하는 역할을 한다. 라우팅에서 홉 이란 라우터를 가리키는 용어이다. 라우터가 네트워크 경계상에 배치 되어서 전송받은 데이터그램을 라우팅해서 다음 수신처를 결정하는 것임.
> 라우터가 없으면 다른 네트워크에 데이터를 보낼 수 없다.
> 컴퓨터가 지정하는 라우터를 '디폴트 게이트웨이(Default Gateway)'라고 한다.
라우터 - 인터넷 작업을 가능하게 하는 장치(인터넷 작업 = 네트워크 간의 데이터 전송). 인터넷 작업에 있어서 가장 중요한 장치.
어떤 네트워크에서 다른 네트워크에 데이터그램을 보내는 역할을 하고 '네트워크와 네트워크의 경계상'에 배치되기 때문에 복수의 인터페이스를 가질 수 있다. 라우터의 인터페이스에는 논리주소인 IP주소가 설정되어 있다. 즉, 라우터의 각 인터페이스는 각각의 네트워크에 소속되어 있는 형태이다.(복수의 네트워크에 소속)
라우팅을 한다 - 라우팅은 데이터그램의 수신처 IP주소를 근거로 다음에 송신하는 라우터를 결정하는 것으로 이것을 수행함으로써 '경로'가 결정된다.
라우팅테이블 - 최적경로의 지도(라우터가 수신한 패킷이 수신처까지 도달하기 위한 최적의 경로가 그려져 있는 지도) 이 지도에는 수신처 네트워크까지의 거리, 다음에 도달하는 라우터, 그 라우터에 연결되어 있는 자신의 인터페이스 등이 기재되어 있다. 라우터는 이 테이블에 따라 수신 받은 패킷을 수신처까지 보내는 것. 따라서 라우팅 테이블은 라우터의 중요한 요소이다. '최장일치의 룰'로 다음수신처를 찾아낸다.
> 최장일치의 룰 - IP주소의 비트열과 네트워크 주소의 비트열을 앞에서부터 순서대로 비교해서 가장 많이 일치하는 것부터 선택하는 것.(프리픽스 길이까지 일치한 것 중에서도 가장 프리픽스 길이가 긴 경로를 사용한다.)
라우터 동작 - 라우팅 테이블에서 다음 수신처가 되는 라우터, 송신할 인터페이스를 결정.
1. 호스트로부터 패킷을 수신받는다.
2. 수신처 IP주소로부터 수신처 네트워크를 결정한다.
3. 라우팅 테이블에서 다음 중계할 라우터, 송신할 인터페이스가 결정된다.
4. 결정된 인터페이스로부터 패킷을 송신한다.
디폴트 게이트웨이
브로드캐스트는 라우터를 넘어서 전송할 수 없다. - 라우터가 네트워크를 나누기 때문에 브로드캐스트가 다른 네트워크에 송신되지 않도록 함.
> 이 브로드 캐스트가 도달하는 범위를 브로드캐스트 도메인(네트워크)이라고 한다.
> 즉, 라우터는 브로드캐스트 도메인을 나눌수 있다.
> 충돌 도메인은 스위치가 구분하고, 브로드캐스트 도메인은 라우터가 구분한다.
ARP와 라우터
라우터는 브로드캐스트를 중지해버리기 때문에 다른 네트워크에 있는 수신처 MAC 주소를 ARP로부터 입수할 수 없다. 디폴트게이트웨이는 컴퓨터가 다음에 보낼 라우터였다. 라우터는 네트워크의 경계상에 있고 다른 네트워크에 데이터그램을 라우팅하므로 '디폴드 게이트웨이가 네트워크 출입구'가 되는 것이다. 다른 네트워크로 데이터를 전송하고 싶은 호스트는 일단 '디폴트 게이트웨이'로 데이터를 보내서 다른 네트워크로 전송한다. 컴퓨터는 다른 네트워크에 데이터를 송신 할 때 디폴트 게이트웨이로 ARP를 수행한다.
1. 다른 네트워크에 데이터를 보내는 경우, 호스트는 디폴트 게이트웨이로 ARP를 수행해서 디폴트 게이트웨이의 MAC 주소를 입수한다.
2. 호스트는 수신처 MAC 주소를 디폴트 게이트웨이로, 수신처 IP주소를 수신처 호스트로 해서 패킷을 보낸다.
3. 수신받은 디폴트 게이트웨이는 라우팅을 하고, 중계 라우터, 송신포트를 결정하여 다음에 수신받을 상대(중계라우터 또는 수신처)에게 ARP를 수행한다.
4. ARP에 의해 입수한 MAC 주소를 수신처 MAC 주소로, 자기자신의 MAC 주소를 송신처 MAC 주소로 갱신하여 송신하다. IP주소는 변경되지 않는다.
라우팅 테이블의 최적경로 찾기위해 정적라우팅과 동적라우팅이 있다.
> 정적라우팅은 관리자가 수동으로 경로를 입력한다. 단, 우회로 변경을 수동으로 수행할 필요가 있으므로 불편하다.
> 동적라우팅은 라우터가 자동으로 정보를 서로 교환해서 경로를 알아내는 방법. 모든 경로 중에서 자동으로 최적의 경로를 선택해서 라우팅테이블을 작성.
> 단점 1. 라우터끼리 정보교환 즉 데이터 교환으로 그만큼의 회선전송을 압박한다. 데이터 전송에 사용되는 분량이 줄어들고, 특히 저속회선을 사용하는 경우 주의가 필요 2. 서로 교환한 정보를 가지고 최적의 경로를 계산해야 한다. 역시 라우터의 처리 능력이 필요하므로 능력이 낮은 라우터 경우 경로계산 처리에 치우쳐 데이터그램의전송 처리가 늦어지는 일이 발생 3. 모든 라우터가 동일한 정보를 가져야 한다.(컨버전스)
> 컨버전스 - 네트워크내의 모든 라우터가 올바른 경로 정보를 가지지 않으면 수신처에 정확하게 도달하지 않는다.
> 자동으로 장애를 제거할 수 있다는 것은 중요하므로 중복성 유지를 위해 동적라우팅을 사용하는 경우가 많다.
라우팅 프로토콜의 역할
라우터는 근접해 있는 라우터 간의 네트워크 정보를 서로 교환한다. 그리고 정보교환을 언제할지, 어떻게 할지, 누구에게 전송할지, 어떤 정보를 전송할지 같은 것을 라우팅 프로토콜이 결정한다.
라우팅 프로토콜이 결정한 방식에 따라 정보를 교환해 '컨버전스'상태에 도달하는 것이다.
이렇게 교환한 경로 정보를 기준으로 최적의 경로를 라우팅테이블에 기재. 라우팅 프로토콜에 의해 라우팅테이블이 만들어진다.
> 경로정보를 언제, 어떻게, 누구에게, 어떤 정보를 전송할 지를 결정한다.
1. 라우터는 자신이 접하고 있는 네트워크를 테이블에 유지관리하고 있다.
2. 라우팅 프로토콜을 사용하여 가지고 있는 네트워크의 정보를 서로 공유한다.
3. 교환한 정보를 사용하여 라우팅 테이블을 갱신한다.
메트릭 - 최적의 경로를 결정할 때의 판단기준을 메트릭(Metric)이라고 한다.
중계하는 라우터의 수, 회선의 속도, 정체상태, 에러발생률 등의 판단기준에 따라 라우팅 프로토콜에 의해 결정된 값을 계산해서 그중 최소값을 갖는 것을 최적의 경로로 결정한다.