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How To / 디지털 디바이스 / 통신|네트워크

'모뎀, 스위치와 뭐가 다르지?'··· 네트워크 라우터의 역할과 동작 방식

2022.10.19 Keith Shaw  |  Network World
네트워크 라우터의 목적은 이름에 정의돼 있다. 즉, 한 위치에서 다른 위치로 패킷을 전달하는 경로를  찾아 전송하는 것이다. 이를 라우팅이라고 한다. 그러나 인터넷 네트워킹이 사용된 수십 년에 걸쳐 라우터의 가치는 크게 높아져 이제는 네트워크 보안, 콘텐츠 필터링, QoS(Quality of Service)를 비롯한 다양한 기능을 제공한다. 

가장 기초적인 수준에서 라우터는 네트워크를 상호 연결하고 데이터 패킷을 한 위치에서 다른 위치로, 목적지에 도착할 때까지 포워딩하는 디바이스다. 또한 로컬 영역 네트워크(LAN) 내에서 라우터는 여러 디바이스가 동일한 인터넷 연결을 사용할 수 있게 해준다. 예를 들어 가정용 라우터를 통해 사용자는 노트북, 스마트폰, 태블릿(기타 수많은 디바이스)을 동시에 연결할 수 있다. 
 
ⓒ Getty Images Bank
 

라우터의 동작 방식

직원이 고객에게 보내는 이메일이나 실시간 화상 회의와 같은 디지털 콘텐츠는 패킷 형태로 기업 네트워크와 전세계 인터넷을 통과해 전달된다. 이 패킷에는 목적지 주소, 예를 들어 데이터가 인터넷을 거치는 경우라면, IP 주소가 포함된다.  

라우터는 패킷이 페이로드를 전달하기 위한 가장 빠른 경로를 결정한다. 스마트폰의 GPS 앱이 복잡한 길을 따라, 실시간 교통 상황까지 반영해서 목적지까지 가는 가장 빠른 경로를 계산하는 방식과 비슷하다. 

한 가지 중요한 차이점은 이 과정에서 개별 라우터가 전체 경로를 결정하는 것이 아니라 최종 목적지까지 가는 길에서 다음 연결 지점까지의 경로만 결정한다는 점이다. 라우터는 이를 위해 다양한 네트워크 목적지로 가는 경로 목록인 내부 라우팅 테이블을 참조한다. 

라우터는 패킷의 헤더를 읽어 어디로 가야 하는지를 파악한 다음, 가장 효율적인 경로를 통해 다음 네트워크 라우터로 패킷을 포워딩한다. 또한 많은 라우터는 다른 패킷에 어떤 경로를 택해야 할지에 관한 정보를 제공하거나 현재 조건(예를 들어 과도한 네트워크 트래픽)에 따라 주어진 목적지로 가는 다양한 경로로 패킷을 포워딩하는 기능도 제공한다. 네트워크 경로가 언제나 똑 같은 정적 라우팅과 비교해 이 방식을 흔히 동적 라우팅, 또는 적응형 라우팅이라고 한다. 

가정 또는 소규모 사무실 네트워크 환경에서 라우터는 인터넷(일반적으로 인터넷 서비스 업체가 제공하는 광대역)을 집 또는 회사에 연결하는 모뎀 또는 게이트웨이에 연결된다. 라우터에는 디바이스를 네트워크에 연결하기 위한 이더넷 포트가 포함되거나 노트북, 스마트폰, 태블릿 등을 연결하기 위한 무선 기능(와이파이)이 있다. 

가정이나 소규모 사무실에서는 보통 LAN 연결과 인터넷 연결을 위해 네트워크 라우터는 한 대만 있으면 된다. 중간 규모 기업과 대기업은 보통 여러 대의 라우터를 활용해 LAN 내에서 디바이스를 연결하고, 인터넷 연결을 위해 다시 엣지 라우터에 연결하는 방식을 사용한다. 
 

라우터와 스위치의 차이점 

라우터를 스위치와 혼동하는 경우가 종종 있다. 스위치 역시 네트워크 트래픽을 포워딩하고 라우팅하지만 목적이 다르다. 라우터는 3계층(네트워크 계층)에서 작동하며 기본적으로 네트워크를 다른 네트워크에 연결하기 위해 사용된다. 

이와 달리 스위치는 일반적으로 2계층에서 동작하며 패킷을 연결하고 정렬해 LAN 내의 디바이스로 트래픽을 분배한다. 일부 스위치는 3계층에서 동작할 수 있고 일부 라우터는 스위칭 역할을 수행할 수 있지만, 일반적으로 스위치는 LAN에서 동작하고 라우터는 대체로 LAN을 인터넷과 광역 네트워크(WAN)의 다른 라우터에 연결한다.  
 

라우터와 모뎀의 차이점 

모뎀(또는 게이트웨이)은 ISP가 제공하는 인터넷 링크(일반적으로 케이블, 파이버 또는 DSL과 같은 광대역 연결)를 집 또는 회사에 연결하는 디바이스다. 모뎀 또는 게이트웨이는 라우터에 연결되어 단일 컴퓨터로 직접 유선 연결을 제공할 수 있지만, 더 일반적인 형태는 LAN의 디바이스(컴퓨터, 스마트폰, 태블릿, 게임 콘솔, TV, 냉장고 등)에 여러 연결을 제공하는 것이다. 
 

기능과 크기에 따른 라우터의 종류 

라우터는 연결해야 하는 디바이스의 수, 또는 라우터의 기능에 따라 크기도 다양하다. 일반적으로 라우터는 다음 범주 중 하나에 속한다. 

코어 라우터. 일반적으로 대규모 엔터프라이즈와 ISP, 클라우드 서비스 업체에 사용되며, 네트워크 내에서 대량의 데이터 패킷을 전송한다. 코어 라우터가 “인터넷 백본”의 일부인 경우도 있다. 보통 네트워크의 “코어”에서 작동하므로 코어 라우터로 불린다. 

엣지 라우터. 엣지 라우터는 기본적으로 코어 라우터 및 외부 네트워크와 통신하는 라우터이며, 보통 네트워크의 “엣지”에 위치한다. 이런 네트워크는 BGP(Border Gateway Protocol) 이용해 다른 LAN 및 WAN과 데이터를 송수신한다. 

유선 라우터. 유선 라우터에는 일반적으로 주 네트워킹 연결로 이더넷을 사용하는 디바이스의 LAN 연결을 위한 이더넷 포트가 포함된다. 무선 기능이 없는 구형 데스크톱 컴퓨터와 데이터센터의 다른 네트워킹 디바이스는 유선 라우터에 연결된다. 
 
무선 라우터. 유선 라우터와 비슷하지만 디지털 신호를 전파로 변환하는 무선 라디오가 내장된다. 노트북 또는 기타 모바일 디바이스는 일반적으로 이런 라우터에 무선으로 데이터를 보낸다. 대규모 조직에서는 데이터가 인터넷에 올라탈 때까지 무선 액세스 포인트(라우터가 아님)가 유선 라우터로 데이터를 전송하는 작업을 돕는다. 일부 광역 라우터(예를 들어 노트북에 연결할 수 있는 4G 또는 5G 무선 카드)는 인터넷 연결을 제공하며 무선 라우터를 자체적으로 내장하고 있다. 예를 들어 4G/5G 연결을 다른 사용자와 공유할 수 있는 스마트폰은 기본적으로 무선 라우터와 같은 역할을 한다. 

가상 라우터. 하드웨어 라우터와 동일한 기능을 수행하는 소프트웨어 애플리케이션으로, 일반적으로 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)에 사용된다. 
 

기본 기능 외에 다른 라우터 기능

라우터가 기업을 위한 부가적인 기능을 수행하는 경우가 증가하고 있다. 라우터 자체에 기능이 내장되기도 하고 라우터가 다른 하드웨어 디바이스에 연결돼 작업을 수행하기도 한다. 예를 들면 다음과 같다. 

방화벽. 많은 라우터는 악성 트래픽이 네트워크로 들어오지 못하게 하는 방화벽 기능을 포함한다. 또는 규모가 큰 기업인 경우 독립형 방화벽 네트워크 디바이스를 연결할 수 있다. 

QoS. 트래픽 유형에 우선 순위를 부여해야 하는(예를 들어 이메일보다 화상회의 트래픽에 높은 우선 순위 부여) 기업은 QoS 기능으로 이와 같은 우선 순위를 만들 수 있다(고속도로의 버스 전용 차선과 유사). 

다중 네트워크 설정. 라우터는 인터넷 액세스만 제공하고 LAN의 다른 디바이스에 대한 액세스는 제한하는 게스트 네트워크를 생성하거나, LAN의 특정 서버 또는 컴퓨터에 액세스할 수 있는 네트워크의 최종 사용자를 제한하는 네트워크 액세스 기능을 이용할 수 있다. 예를 들어 일반 직원은 HR 서버 또는 파일에 접근할 수 없도록 할 수 있다.

시간이 지날수록 기업이 장비와 소프트웨어를 사용해 부가적인 또는 매우 구체적인 작업을 수행함에 따라 라우터도 단순히 한 위치에서 다음 위치로 패킷을 포워딩하는 기본적인 역할을 넘어 계속 발전하게 될 것이다. 
editor@itworld.co.kr
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