2022-09-14

L3 스위치와 라우터

L3 스위치와 라우터의 개념, 동작 원리에 대해 알아보자!

라우터와 L3 스위치

라우터는 소프트웨어이며 스위치와 결합되어 함께 동작하는 스위치를 L3 스위치라 한다.
L3 스위치는 하위 레이어 기능을 포함하고 있기 때문에 IP, MAC 주소 모두 이해할 수 있다.
따라서 프레임 데이터가 오면 2계층 헤더에 도착지 MAC을 확인하고 매핑되지 않을 경우 드랍한다.
매핑이 될 경우 디캡슐레이션을 통해 3계층 도착지 IP를 확인하고 매핑되지 않을 경우 드랍한다.
라우터는 인캡슐레이션을 통해 2계층 헤더를 다시 생성하는데 이때 목적지 MAC 주소가 다음 라우터로 전환된다.

라우팅

라우터가 경로 설정하는 기능을 말한다. EndPoint 간 경로를 모두 책임지는 것이 아닌 인접한 라우터까지만
경로를 지정하고 라우터 간에 최적의 경로를 학습해 포워딩 한다.
이를 홉 바이 홉 라우팅이라 하며 인접한 라우터를 넥스트 홉이라 한다.
라우터는 쓸모 없는 패킷이 돌아다니며 대역폭을 낭비하는 것(루프)을 방지하기 위해 TTL를 통해
네트워크에 살아 있을 수 있는 시간을 제한한다. 값이 1씩 줄며 0이되면 네트워크에서 버려진다.

라우팅 테이블

라우터는 최적의 경로를 학습해 라우팅 테이블에 정보를 저장한다.
목적지 IP, 인터페이스, 넥스트 홉, 에이징 타임 등의 정보가 저장되고 이를 참조해 스위칭이 발생한다.

최적의 경로 학습

라우터가 최적의 경로를 학습하는데 있어 OSPF, BGP, RIP 등 다양한 프로토콜을 사용할 수 있다.
간단한 RIP(Routing Information Protocol) 프로토콜을 예로,
홉(라우터) 간에 거리에 대한 정보를 주고 받아 라우팅 테이블에 저장한다.
이를 기반으로 패킷을 전송할 때 최단(최적) 거리의 목적지를 찾아 전송할 수 있게 된다.
단점으로 거리에 대한 정보를 주고 받을 때 약간의 시간이 소모된다.

브로드캐스트 컨트롤

라우터는 분명한 목적지가 있을 경우에만 포워딩하기 때문에 브로드캐스트, 멀티캐스트을 전달하지 않는다.
이를 통해 브로드캐스트 스톰을 예방(루프)할 수 있으며, 다른 네트워크로 전파되는 것을 막을 수 있다.

참조

IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문 - 길벗
IT BEST-PATH - Layer 3 Switch vs. Router