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라우터

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목차

1. 개요

라우터는 둘 이상의 네트워크를 연결하고, IP 패킷의 목적지 주소를 기반으로 패킷을 다른 네트워크로 전달하는 장치이다. 최초의 라우터는 ARPANET에서 사용된 인터페이스 메시지 프로세서(IMP)였으며, 1970년대부터 상용화되기 시작했다. 라우터는 제어 평면과 전달 평면으로 구성되며, 라우팅 테이블을 사용하여 최적의 경로를 결정하고, 패킷의 목적지 IP 주소를 확인하여 해당 경로로 패킷을 전송한다. 라우터는 네트워크 규모와 용도에 따라 코어 라우터, 엣지 라우터, 브로드밴드 라우터, Wi-Fi 공유기 등 다양한 종류로 구분된다. 또한, MPLS, VPLS, SD-WAN과 같은 기술을 통해 네트워크의 효율성과 유연성을 높이고 있으며, 장애 발생 시 네트워크의 가용성을 높이기 위해 VRRP, HSRP와 같은 이중화 기술을 사용한다.

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라우터
개요
장치 유형컴퓨터 네트워크 사이에서 데이터 패킷을 전달하는 장치
기능라우팅
작동 원리
주요 역할네트워크 간 데이터 트래픽 관리 및 최적 경로 결정
핵심 기능데이터 패킷 검사 및 목적지 주소 확인
라우팅 테이블 기반 최적 경로 선택
선택된 경로를 따라 데이터 패킷 전달
라우터의 종류
계층레이어 3
규모서비스 제공자급 라우터 (대규모 네트워크용)
홈 라우터 (가정용)
기능 통합일부 가정용 라우터는 무선 액세스 포인트, 네트워크 스위치, 모뎀 기능을 통합 (예: 주거용 게이트웨이)
기술적 측면
구조특수화된 컴퓨터 시스템
구성 요소CPU (중앙 처리 장치)
메모리
네트워크 인터페이스
저장 장치
프로토콜라우팅 프로토콜 사용 (경로 정보를 교환)
주요 기능라우팅, 패킷 포워딩
기타
발음영국 영어:
미국 영어, 오스트레일리아 영어:
참고라우터는 특수화된 컴퓨터
라우팅 알고리즘 및 프로토콜을 사용
레이어 3 스위칭 제품 업데이트 http://unibl.rs/urc/sajt/doc/File/5_L3_SwitchingProductUpdate.pdf

2. 역사



오늘날 라우터와 근본적으로 동일한 기능을 하는 최초의 장치는 인터페이스 메시지 프로세서(IMP)였다.[34] IMP는 최초의 TCP/IP 네트워크인 ARPANET을 구성하였던 장치였다.[60] 1966년 도널드 데이비스(Donald Davies)가 NPL 네트워크를 위해 처음 제안했고, 같은 아이디어는 이듬해 웨슬리 A. 클락(Wesley A. Clark)이 ARPANET에 사용하기 위해 고안했는데, 이는 인터페이스 메시지 프로세서(IMPs)라고 명명되었다.[34] 1969년 초 영국의 국립물리연구소에서 최초의 인터페이스 컴퓨터가 구현되었고, 같은 해 말 미국에서는 캘리포니아대학교 로스앤젤레스(University of California, Los Angeles), 스탠퍼드 연구소(Stanford Research Institute), 캘리포니아대학교 산타바바라(University of California, Santa Barbara), 그리고 유타대학교 컴퓨팅대학(University of Utah School of Computing)에서 IMP가 구축되었다.[35][36][37][38] 모두 Honeywell 516으로 만들어졌다.

최초의 ARPANET 라우터인 인터페이스 메시지 프로세서(Interface Message Processor)는 1969년 8월 30일 UCLA에 전달되었고, 1969년 10월 29일에 온라인으로 연결되었다.


라우터(당시에는 '게이트웨이'라고 불림)에 대한 아이디어는 밥 카한은 다양한 인터페이스를 갖추고 패킷을 캡슐화하는 기능을 가진 "게이트웨이"라는 장치를 구상했다.[60] 프로그래밍에 정통한 스탠퍼드 대학교의 빈턴 서프는 카한과 협력하여 1974년, 현재 TCP/IP의 원형이 되는 TCP를 IEEE 학술지에 발표했다.[60] 이러한 게이트웨이 장치는 이전의 대부분의 패킷 스위칭 방식과 두 가지 면에서 달랐다. 첫째, 직렬선과 근거리 통신망과 같은 서로 다른 종류의 네트워크를 연결했다. 둘째, 이들은 비연결형 장치였으며, 트래픽이 안정적으로 전달되는 것을 보장하는 데 아무런 역할도 하지 않았고, 그 기능을 완전히 호스트에 맡겼다.[40] 이 특정 아이디어인 종단 간 원칙은 CYCLADES 네트워크에서 개척되었다.[41]

이후, 두 사람의 TCP 프로토콜은 애플리케이션 간 통신을 담당하는 부분(TCP)과 패킷 중계를 담당하는 부분(IP)으로 분할되었고, 1981년에는 정교화된 프로토콜로서 현재의 "TCP/IP"가 발표되었다.

1976년에는 미국의 BNN사에 의해 ARPANET에 연결하는 IP 지원 라우터가 세계 최초로 상품화되었다. 이 "라우터"는 미국의 DEC사의 16비트 미니컴퓨터인 PDP-11에서 어셈블리어로 작성된 20KB 프로그램에 의해 패킷을 처리하는 구조였으며, 처리 속도는 초당 100패킷 정도였다.[61]

1982년에는 ARPANET 내부와 미국, 유럽을 포함한 20개 이상의 라우터와 수백 대의 호스트 컴퓨터가 하나로 연결되었고, 이것이 현재 인터넷의 원형이 되었다.[59]

2. 1. 초기 역사 (ARPANET과 TCP/IP)



오늘날 라우터와 근본적으로 동일한 기능을 하는 최초의 장치는 인터페이스 메시지 프로세서(IMP)였다.[34] IMP는 최초의 TCP/IP 네트워크인 ARPANET을 구성하였던 장치였다.[60] 1966년 도널드 데이비스(Donald Davies)가 NPL 네트워크를 위해 처음 제안했고, 같은 아이디어는 이듬해 웨슬리 A. 클락(Wesley A. Clark)이 ARPANET에 사용하기 위해 고안했는데, 이는 인터페이스 메시지 프로세서(IMPs)라고 명명되었다.[34] 1969년 초 영국의 국립물리연구소에서 최초의 인터페이스 컴퓨터가 구현되었고, 같은 해 말 미국에서는 캘리포니아대학교 로스앤젤레스(University of California, Los Angeles), 스탠퍼드 연구소(Stanford Research Institute), 캘리포니아대학교 산타바바라(University of California, Santa Barbara), 그리고 유타대학교 컴퓨팅대학(University of Utah School of Computing)에서 IMP가 구축되었다.[35][36][37][38] 모두 Honeywell 516으로 만들어졌다.

라우터(당시에는 '게이트웨이'라고 불림)에 대한 아이디어는 밥 카한은 다양한 인터페이스를 갖추고 패킷을 캡슐화하는 기능을 가진 "게이트웨이"라는 장치를 구상했다.[60] 프로그래밍에 정통한 스탠퍼드 대학교의 빈턴 서프는 카한과 협력하여 1974년, 현재 TCP/IP의 원형이 되는 TCP를 IEEE 학술지에 발표했다.[60] 이러한 게이트웨이 장치는 이전의 대부분의 패킷 스위칭 방식과 두 가지 면에서 달랐다. 첫째, 직렬선과 근거리 통신망과 같은 서로 다른 종류의 네트워크를 연결했다. 둘째, 이들은 비연결형 장치였으며, 트래픽이 안정적으로 전달되는 것을 보장하는 데 아무런 역할도 하지 않았고, 그 기능을 완전히 호스트에 맡겼다.[40] 이 특정 아이디어인 종단 간 원칙은 CYCLADES 네트워크에서 개척되었다.[41]

이후, 두 사람의 TCP 프로토콜은 애플리케이션 간 통신을 담당하는 부분(TCP)과 패킷 중계를 담당하는 부분(IP)으로 분할되었고, 1981년에는 정교화된 프로토콜로서 현재의 "TCP/IP"가 발표되었다.

1976년에는 미국의 BNN사에 의해 ARPANET에 연결하는 IP 지원 라우터가 세계 최초로 상품화되었다. 이 "라우터"는 미국의 DEC사의 16비트 미니컴퓨터인 PDP-11에서 어셈블리어로 작성된 20KB 프로그램에 의해 패킷을 처리하는 구조였으며, 처리 속도는 초당 100패킷 정도였다.[61]

1982년에는 ARPANET 내부와 미국, 유럽을 포함한 20개 이상의 라우터와 수백 대의 호스트 컴퓨터가 하나로 연결되었고, 이것이 현재 인터넷의 원형이 되었다.[59]

2. 2. 상용 라우터의 등장과 발전



Avaya ERS 8600 (2010년)


오늘날 라우터와 근본적으로 동일한 기능을 하는 최초의 장치는 인터페이스 메시지 프로세서(IMP)였다.[34] IMP는 최초의 TCP/IP 네트워크인 ARPANET을 구성하였던 장치였다. 라우터의 개념(당시 게이트웨이로 불렸음)은 처음에 INWG(International Network Working Group)라는 컴퓨터 네트워킹 연구자 국제 그룹을 통해 탄생하였다.[39]

1970년대 중반부터 1980년대까지 범용 미니컴퓨터가 라우터로 사용되었다. 1980년대에는 시스코, 주니퍼 네트웍스 등 주요 라우터 제조업체들이 등장하면서 상용 라우터 시장이 본격적으로 형성되었다. 1981년 MIT와 스탠퍼드의 직원 연구원들이 독립적으로 만든 최초의 다중 프로토콜 라우터는 모두 PDP-11 기반이었다.[48][49][50][51]

1986년에는 미국의 프로테온사에서 멀티 프로토콜을 지원하는 세계 최초의 상용 라우터인 "ProNET p4200"을 출시했다. 1990년에는 미국의 시스코시스템즈사가 "Cisco 7000"을, 1997년에는 인터페이스 카드(라인 카드)에 분산 아키텍처를 도입한 "Cisco 12000"을 출시하여 초당 10M 패킷의 성능에 도달했다.

최신 고속 라우터는 네트워크 프로세서 또는 패킷 전달과 같은 일반적인 라우팅 기능과 IPsec 암호화와 같은 특수 기능의 속도를 높이기 위해 추가된 특수 하드웨어 가속이 추가된 고도로 특수화된 컴퓨터이다.[52]

1990년대 후반부터 광대역 회선(ブロードバンド回線)의 보급과 함께 광대역 라우터가 확산되었다. 특히, 한국에서는 초고속 인터넷 서비스 경쟁과 함께 다양한 라우터 기술이 도입되고 발전되었다.

2000년대 후반부터 IP전화와 3세대(IMT-2000) 이후의 휴대전화 발전에 따라, 코어 네트워크(백본)의 올IP화를 지향한 차세대 네트워크(NGN)가 제안되었고, 통신 사업자의 백본은 기존의 전화교환기 기반의 전화망에서 '''라우터'''와 스위치 등을 이용한 IP망으로 재구축되었다.

2. 3. 한국 인터넷 발전과 라우터

1990년대 PC통신 시절부터 라우터는 한국 인터넷 인프라의 핵심 요소였다.[63] 1995년, 윈도우 95(Windows 95) 출시와 함께 기업에서 PC와 LAN 회선 보급이 확대되면서, 기업 네트워크는 ISP 센터와 PC를 연결하는 토폴로지에서 세그먼트별 허브를 통해 전용선으로 연결하는 토폴로지로 변화하였다. 이에 따라 LAN 측 세그먼트 간 라우팅 기능이 중요해졌고, 네트워크 중계 장치로서 계층 2 스위치(レイヤ2スイッチ)가 주목받아 VLAN을 구현하게 되었다. 일반 소비자 시장에서는 허브-스포크형 토폴로지가 유지되었으며, 일본에서는 ISDN 확산에 따라 아날로그 모뎀에서 다이얼업 라우터로 전환되었다. 1990년대 후반부터 광대역 회선(ブロードバンド回線) 보급과 함께 광대역 라우터가 확산되었다.[63]

2000년대 초고속 인터넷 보급과 함께 가정용 라우터 시장이 급성장했으며, 유무선 공유기, 홈 게이트웨이 등 다양한 형태의 라우터가 등장했다. 정부의 IT 인프라 투자 정책과 통신사들의 경쟁은 라우터 기술 발전과 보급에 긍정적인 영향을 미쳤다. 더불어민주당은 정보통신 기술 발전과 보편적 인터넷 접근성 확대를 주요 정책으로 추진해 왔으며, 이는 라우터 기술 발전과도 관련이 있다.

최초의 라우터와 동일한 기능을 한 장치는 인터페이스 메시지 프로세서(IMP)였으며, 이는 최초의 TCP/IP 네트워크인 ARPANET을 구성하는 장치였다. 라우터의 개념은 처음에 INWG(International Network Working Group)라는 컴퓨터 네트워킹 연구자 국제 그룹을 통해 탄생하였다.

1970년대 중반부터 1980년대까지 범용 미니컴퓨터가 라우터로 사용되었으며, 최신 고속 라우터는 네트워크 프로세서 또는 패킷 전달과 같은 일반적인 라우팅 기능과 IPsec 암호화와 같은 특수 기능의 속도를 높이기 위해 추가된 특수 하드웨어 가속이 추가된 고도로 특수화된 컴퓨터이다.[52]

3. 기능

라우터는 둘 이상의 하위망을 연결하며, 다양한 물리적 인터페이스를 통해 네트워크를 연결한다.[79] 라우터는 제어 평면과 포워드 평면에서 동작한다.[79] 제어 평면은 라우팅 테이블을 사용하여 패킷 전달에 가장 적합한 "외부로 나가는" 인터페이스를 찾고, 포워드 평면은 수신된 패킷을 해당 인터페이스로 보내는 실제 과정을 담당한다.[79]

라우터의 주요 목적은 여러 네트워크를 연결하고, 3계층 IP 패킷의 목적지 IP 주소 정보를 기반으로 패킷을 전달하는 것이다.[52] 라우터는 라우팅 테이블을 검색하여 패킷의 목적지 IP 주소와 가장 잘 일치하는 항목을 찾고, 일치하는 항목이 발견되면 해당 인터페이스의 2계층 데이터 링크 프레임에 패킷을 캡슐화하여 전달한다.

라우터는 일반적으로 패킷 페이로드를 보지 않고 3계층 주소만 확인하며, 필요한경우 (QoS)를 위해 헤더의 다른 정보를 사용한다.[52] 순수 IP 전달의 경우 라우터는 개별 패킷과 관련된 상태 정보를 최소화하도록 설계되었다.[53] 패킷이 전달되면 라우터는 패킷에 대한 과거 정보를 유지하지 않는다.

라우팅 테이블에는 수동으로 구성된 기본 또는 정적 라우팅과 라우팅 프로토콜의 동적 항목이 포함될 수 있다.[6][7] 기본 경로는 목적지가 라우팅 테이블에 없는 모든 트래픽을 라우팅하는 데 사용된다.

라우터는 동시에 여러 라우팅 프로토콜을 실행할 수 있다. 특히 서로 다른 라우팅 프로토콜을 실행하는 네트워크의 여러 부분 간의 자율 시스템 경계 라우터 역할을 하는 경우, 재분배를 사용하여 여러 프로토콜 간에 정보를 공유할 수 있다.[55]

라우터는 혼잡을 관리하기 위해 테일 드롭, 랜덤 조기 감지(RED), 가중치 랜덤 조기 감지(WRED) 등의 정책을 사용한다. 또한, 트래픽 분류를 통해 QoS를 관리하고, VoIP 배포 시 중요하게 작용한다.[56] 정책 기반 라우팅을 통해 패킷 전달 결정을 위한 특수 규칙을 생성할 수도 있다.[57]

일부 기능은 주문형 집적 회로(ASIC)를 통해 수행될 수 있으며, 특별한 주의가 필요한 패킷은 CPU를 통해 수행해야 할 수도 있다.[58]

라우터는 다음과 같은 주요 물리적 인터페이스를 갖는다.


  • WAN 측
  • ISDN BRI/PRI
  • 직렬 포트
  • WAN망에 전송되는 데이터는 HDLC, PPP, X.25/LAPB, 프레임 릴레이, ATM 등의 데이터 링크 계층 프로토콜에 의해 캡슐화된다.
  • 이더넷(Ethernet)
  • 어태치먼트 유닛 인터페이스/Attachment Unit Interface영어
  • RJ-45 포트(꼬임선 케이블용)
  • 인피니반드
  • 광섬유
  • LAN 측
  • 직렬 포트
  • 이더넷(Ethernet)
  • RJ-45 포트(꼬임선)
  • 관리용 콘솔
  • 직렬 포트
  • RJ-45 포트
  • RS-232 포트


각 물리적 인터페이스는 다양한 회선 종류에 대응하며, 고정형과 모듈형으로 나뉜다.

라우터는 수신 패킷의 목적지 정보를 기반으로 라우팅을 수행하고, 라우팅 테이블의 정보를 참조하여 패킷을 포워딩한다.
IPv4 패킷의 경우, 라우터는 IP 패킷 헤더에서 목적지 주소를 읽고, 라우팅 테이블과 대조하여 일치하는 항목이 있으면 넥스트홉의 IP 주소를 찾고, 넥스트홉에 도달하기 위한 계층 2 주소를 확인한다. ARP 테이블을 참조하고, 없으면 ARP 패킷을 전송하여 목적지 MAC 주소를 얻는다. 응답이 있으면 ARP 테이블을 갱신하고 패킷을 전송하며, 응답이 없으면 발신지 주소로 패킷 도착 불가능을 알리는 메시지(ICMP "Host Unreachable")를 보낸다. 패킷 헤더를 넥스트홉으로 갱신하고 패킷을 전송 목적지 인터페이스로 전송한다. 기본 경로 설정이 없고 라우팅 테이블과 일치하는 항목이 없으면 패킷은 삭제되고, 발신지 주소로 패킷 도착 불가능을 알리는 메시지(ICMP "Net Unreachable")를 보낸다.

라우팅 테이블에는 넥스트홉 정보, 목적지 주소 정보, 해당 라우터에 연결하기 위한 인터페이스 정보 등이 기록된다. 라우터의 성능은 라우팅 테이블과 ARP 테이블의 참조 처리 능력 및 처리량 등에 따라 결정된다.

라우터는 필터링 및 QoS 기능을 통해 패킷을 선별한다.

  • 필터링 기능: IP 헤더, TCP/UDP 헤더, 패킷 내의 의미 있는 데이터(URL 등)를 설정하여 조건에 해당하는 IP 패킷을 버린다.[69]
  • QoS 기능: LAN 측 대역폭이 크고 WAN 측 대역폭이 작은 구성에서 라우터 내부의 큐에 패킷이 쌓인 상태에서 어떤 패킷을 우선적으로 출력할지 방법을 선택하고 제어한다.[70]
  • 우선 제어: 우선해야 할 IP 패킷과 그 외 패킷을 IP 주소나 포트 번호 등으로 구분하여 우선순위를 할당한다. (우선순위 큐잉)[71]
  • 대역폭 제어: 일정 시간마다 인터페이스의 패킷 양을 감시하고, 임계값 이상이 되면 초과한 패킷을 버리거나(폴리싱) 버퍼링하여 큐에 보유하고 간격을 두고 원활하게 전송되도록 스케줄링한다(셰이핑).[72]

3. 1. 기본 기능

라우터는 둘 이상의 하위망을 연결하며, 다양한 물리적 인터페이스를 통해 네트워크를 연결한다.[79] 라우터는 제어 평면과 포워드 평면에서 동작한다.[79] 제어 평면은 라우팅 테이블을 사용하여 패킷 전달에 가장 적합한 "외부로 나가는" 인터페이스를 찾고, 포워드 평면은 수신된 패킷을 해당 인터페이스로 보내는 실제 과정을 담당한다.[79]

라우터의 주요 목적은 여러 네트워크를 연결하고, 3계층 IP 패킷의 목적지 IP 주소 정보를 기반으로 패킷을 전달하는 것이다.[52] 라우터는 라우팅 테이블을 검색하여 패킷의 목적지 IP 주소와 가장 잘 일치하는 항목을 찾고, 일치하는 항목이 발견되면 해당 인터페이스의 2계층 데이터 링크 프레임에 패킷을 캡슐화하여 전달한다.

라우터는 일반적으로 패킷 페이로드를 보지 않고 3계층 주소만 확인하며, 필요한경우 (QoS)를 위해 헤더의 다른 정보를 사용한다.[52] 순수 IP 전달의 경우 라우터는 개별 패킷과 관련된 상태 정보를 최소화하도록 설계되었다.[53] 패킷이 전달되면 라우터는 패킷에 대한 과거 정보를 유지하지 않는다.

라우팅 테이블에는 수동으로 구성된 기본 또는 정적 경로와 라우팅 프로토콜의 동적 항목이 포함될 수 있다.[6][7] 기본 경로는 목적지가 라우팅 테이블에 없는 모든 트래픽을 라우팅하는 데 사용된다.

라우터는 동시에 여러 라우팅 프로토콜을 실행할 수 있다. 특히 서로 다른 라우팅 프로토콜을 실행하는 네트워크의 여러 부분 간의 자율 시스템 경계 라우터 역할을 하는 경우, 재분배를 사용하여 여러 프로토콜 간에 정보를 공유할 수 있다.[55]

라우터는 혼잡을 관리하기 위해 테일 드롭, 랜덤 조기 감지(RED), 가중치 랜덤 조기 감지(WRED) 등의 정책을 사용한다. 또한, 트래픽 분류를 통해 QoS를 관리하고, VoIP 배포 시 중요하게 작용한다.[56] 정책 기반 라우팅을 통해 패킷 전달 결정을 위한 특수 규칙을 생성할 수도 있다.[57]

일부 기능은 주문형 집적 회로(ASIC)를 통해 수행될 수 있으며, 특별한 주의가 필요한 패킷은 CPU를 통해 수행해야 할 수도 있다.[58]

라우터는 다음과 같은 주요 물리적 인터페이스를 갖는다.

  • WAN 측
  • ISDN BRI/PRI
  • 직렬 포트
  • WAN망에 전송되는 데이터는 HDLC, PPP, X.25/LAPB, 프레임 릴레이, ATM 등의 데이터 링크 계층 프로토콜에 의해 캡슐화된다.
  • 이더넷(Ethernet)

  • RJ-45 포트(꼬임선 케이블용)
  • 인피니반드
  • 광섬유
  • LAN 측
  • 직렬 포트
  • 이더넷(Ethernet)
  • RJ-45 포트(꼬임선)
  • 관리용 콘솔
  • 직렬 포트
  • RJ-45 포트
  • RS-232 포트


각 물리적 인터페이스는 다양한 회선 종류에 대응하며, 고정형과 모듈형으로 나뉜다.

라우터는 수신 패킷의 목적지 정보를 기반으로 라우팅을 수행하고, 라우팅 테이블의 정보를 참조하여 패킷을 포워딩한다.
IPv4 패킷의 경우, 라우터는 IP 패킷 헤더에서 목적지 주소를 읽고, 라우팅 테이블과 대조하여 일치하는 항목이 있으면 넥스트홉의 IP 주소를 찾고, 넥스트홉에 도달하기 위한 계층 2 주소를 확인한다. ARP 테이블을 참조하고, 없으면 ARP 패킷을 전송하여 목적지 MAC 주소를 얻는다. 응답이 있으면 ARP 테이블을 갱신하고 패킷을 전송하며, 응답이 없으면 발신지 주소로 패킷 도착 불가능을 알리는 메시지(ICMP "Host Unreachable")를 보낸다. 패킷 헤더를 넥스트홉으로 갱신하고 패킷을 전송 목적지 인터페이스로 전송한다. 기본 경로 설정이 없고 라우팅 테이블과 일치하는 항목이 없으면 패킷은 삭제되고, 발신지 주소로 패킷 도착 불가능을 알리는 메시지(ICMP "Net Unreachable")를 보낸다.

라우팅 테이블에는 넥스트홉 정보, 목적지 주소 정보, 해당 라우터에 연결하기 위한 인터페이스 정보 등이 기록된다. 라우터의 성능은 라우팅 테이블과 ARP 테이블의 참조 처리 능력 및 처리량 등에 따라 결정된다.

라우터는 필터링 및 QoS 기능을 통해 패킷을 선별한다.

  • 필터링 기능: IP 헤더, TCP/UDP 헤더, 패킷 내의 의미 있는 데이터(URL 등)를 설정하여 조건에 해당하는 IP 패킷을 버린다.[69]
  • QoS 기능: LAN 측 대역폭이 크고 WAN 측 대역폭이 작은 구성에서 라우터 내부의 큐에 패킷이 쌓인 상태에서 어떤 패킷을 우선적으로 출력할지 방법을 선택하고 제어한다.[70]
  • 우선 제어: 우선해야 할 IP 패킷과 그 외 패킷을 IP 주소나 포트 번호 등으로 구분하여 우선순위를 할당한다. (우선순위 큐잉)[71]
  • 대역폭 제어: 일정 시간마다 인터페이스의 패킷 양을 감시하고, 임계값 이상이 되면 초과한 패킷을 버리거나(폴리싱) 버퍼링하여 큐에 보유하고 간격을 두고 원활하게 전송되도록 스케줄링한다(셰이핑).[72]

3. 2. 관리

라우터는 라우팅 테이블을 관리한다. 라우팅 테이블은 목적지 주소, 다음 홉, 송신 인터페이스 정보를 가진다. 경로 정보를 설정하는 방법에는 네트워크 관리자가 수동으로 설정하는 정적 라우팅과, 라우팅 프로토콜로 설정되는 동적 라우팅이 있다.

동적 라우팅은 라우팅 프로토콜이 설정되면, 상호 연결된 다른 라우터와의 통신으로 경로 정보를 교환하여 자동으로 라우팅 테이블을 최적의 상태로 유지한다. 이 상태를 수렴(Convergence)이라고 한다. 경로 정보 수집에 사용되는 라우팅 프로토콜에는 두 가지 종류가 있으며, 서로 다른 자율 시스템 간에 사용되는 EGP와, 동일한 AS 내에서 사용되는 IGP가 있다. EGP로는 BGP-4, IGP로는 RIP, OSPF가 유명하다.

또한, 통신 제어용 프로토콜인 ICMP를 주변에 송신하여 오류나 회선 상태를 감시하는 라우터도 있다.[73] 이러한 기능들을 통해 미리 전송 경로의 이중화나 우회 경로로의 전환을 설정해 두면, 전송 경로에 장애가 발생했을 경우 RIP, OSPF, BGP와 같은 프로토콜을 이용하지 않고도 다른 경로로 자동 전환된다.

4. 작동 방식

라우터는 크게 제어 평면(Control Plane)과 전달 평면(Forwarding Plane)이라는 두 가지 기능적 처리 장치로 구성되어 작동한다.[8]

=== 제어 평면 ===

상호 연결된 네트워크에서 여러 대의 라우터를 사용하는 경우, 라우터는 라우팅 프로토콜을 사용하여 목적지 주소에 대한 정보를 교환한다. 각 라우터는 상호 연결된 네트워크의 두 컴퓨터 시스템 간의 경로 목록인 라우팅 테이블을 구축한다.[6][7]

제어 평면에서 라우터는 데이터 패킷을 전달하는 데 사용해야 하는 경로와 물리적 인터페이스 연결을 나열하는 라우팅 테이블을 유지 관리한다. 이는 정적 라우팅이라고 하는 내부적으로 미리 구성된 지시문을 사용하거나 라우팅 프로토콜을 사용하여 경로를 동적으로 학습하여 수행한다. 정적 라우팅과 동적 라우팅은 라우팅 테이블에 저장된다. 그런 다음 제어 평면 로직은 테이블에서 필수적이지 않은 지시문을 제거하고 전달 평면에서 사용할 전달 정보 베이스(FIB)를 구축한다.

라우팅 테이블 검색 방법에는 선형 검색, 패트리샤 트리, 모든 항목 동시 검색 (CAM을 이용한 방법)이 있다.

=== 전달 평면 ===

전달 평면은 라우터의 들어오는 인터페이스와 나가는 인터페이스 간에 데이터 패킷을 전달하는 장치이다. 이 장치는 들어오는 각 패킷의 헤더를 읽고, 제어 평면에서 제공하는 전달 정보 베이스(FIB)의 항목과 목적지를 일치시켜 FIB에 지정된 나가는 네트워크로 패킷을 전달한다.[8] 라우터는 일반적으로 패킷 페이로드를 살펴보지 않고,[52] 전달 결정을 내리기 위해 3계층 주소만 확인하며, 선택적으로 헤더의 다른 정보(예: (QoS))를 힌트로 사용할 수 있다. 순수 IP 전달의 경우 라우터는 개별 패킷과 관련된 상태 정보를 최소화하도록 설계되었다.[53] 패킷이 전달되면 라우터는 패킷에 대한 과거 정보를 유지하지 않는다.

라우터가 처리할 수 있는 속도보다 높은 속도로 패킷이 도착할 때 혼잡을 관리해야 하는데, 일반적으로 사용되는 세 가지 정책은 테일 드롭, 랜덤 조기 감지(RED) 및 가중치 랜덤 조기 감지(WRED)이다. 테일 드롭은 라우터의 버퍼 공간이 소진되면 새로 들어오는 패킷을 단순히 삭제하는 방식이다. RED는 큐가 버퍼의 미리 구성된 부분을 초과할 때 데이터그램을 확률적으로 조기에 삭제하여 미리 결정된 최대값에 도달할 때까지 모든 들어오는 패킷을 삭제하는 방식이다. WRED는 트래픽 유형에 따라 패킷을 더 쉽게 삭제하도록 구성할 수 있다.

라우터는 트래픽 분류를 통해 어떤 패킷을 먼저 처리해야 하는지 결정하기도 하는데, 이는 QoS를 통해 관리되며, 과도한 지연을 유발하지 않도록 VoIP가 배포될 때 중요하다.[56] 또한, 정책 기반 라우팅을 통해 패킷 전달 결정을 내릴 때 라우팅 테이블에서 파생된 규칙을 재정의하는 특수 규칙을 생성할 수 있다.[57]

일부 기능은 주문형 집적 회로(ASIC)를 통해 수행될 수 있으며, 다른 기능은 CPU를 통해 수행해야 할 수도 있다.[58]

=== 내부 처리 과정 ===

라우터의 내부 처리 과정은 크게 수신, 해석, 가공, 송출의 4단계로 나뉜다.[75]
수신: 인터페이스 회로가 수신된 신호를 비트열로 변환하여, 수신 처리를 담당하는 패킷 처리 엔진에 입력 데이터를 전달한다.[75] 패킷 처리 엔진은 수신한 IP 프레임을 미리 구분된 라우팅 테이블용 메모리 버퍼에 저장한다.[75] 이 입력 버퍼 영역은 하나의 프레임이 충분히 저장될 수 있는 길이로 구분되어 있다.[75] 메모리 크기에는 한계가 있으므로, 전송 처리가 지연되어 나중에 온 패킷이 메모리에 저장될 수 없게 되면 그 패킷은 버려지는데, 이것이 "패킷 손실"이라고 불리는 현상이다.[75]
해석: 패킷 처리 엔진은 라우팅 테이블 메모리에 저장된 IP 패킷의 헤더를 읽고, 라우팅 테이블을 검색하여 출력 인터페이스를 결정한다.[75] 동시에 서비스 품질(QoS) 및 접근 제어 목록을 참조하여 조건에 부합하면 해당 처리를 수행한다.[75] 분석을 통해 얻은 정보는 패킷 버퍼 메모리의 IP 패킷에 추가한다.[75]
가공: 패킷 처리 엔진은 다양한 테이블 메모리에서 패킷을 읽어 들여, "분석" 처리에서 얻어진 QoS에 따라 출력 인터페이스를 할당하고, 패킷 버퍼 메모리에 축적한다. 가공된 패킷은 다음과 같이 처리된다.[75]


  • 패킷을 스위칭한다.
  • 출력 제어부의 큐에 FIFO 방식으로 전송한다.
  • 출력 회선마다 준비된 여러 개의 FIFO는 QoS에 따라 패킷을 축적한다.

송출: 스케줄러는 패킷 버퍼 메모리에서 패킷을 읽어 들여 출력한다.[75]

라우터 내부는 크게 분산형과 집중형 두 가지 주요 아키텍처로 나뉜다.[74] 아키텍처는 인터페이스 카드, 스위치 카드, 제어부로 구성된다. 인터페이스 카드는 패킷 처리 엔진, 패킷 버퍼용 메모리, 라우팅 테이블용 메모리, 기타 여러 테이블 메모리로 구성된다.[74]

  • 분산 아키텍처: 여러 패킷 처리 엔진을 크로스바 스위치(스위치 카드)로 연결한다. 복잡한 라우팅 처리는 제어 평면(컨트롤 플레인)에서 수행하고, 간단한 패킷 처리는 데이터 평면(데이터 플레인, 포워딩 플레인)의 스위치용 LSI와 패킷 처리 엔진으로 분산하여 처리 속도를 높이는 아키텍처이다. 확장성이 높고 가격이 비싸며, 처리 엔진의 I/O 부하가 높아 전력 소모가 많다.
  • 집중 아키텍처: 데이터 평면에서의 패킷 처리를 하나의 패킷 처리 엔진에 집중시켜 처리한다. 분산 아키텍처에 비해 구조가 간단하다.

4. 1. 제어 평면

상호 연결된 네트워크에서 여러 대의 라우터를 사용하는 경우, 라우터는 목적지 주소에 대한 정보를 라우팅 프로토콜을 사용하여 교환할 수 있다. 각 라우터는 상호 연결된 네트워크의 두 컴퓨터 시스템 간의 경로 목록인 라우팅 테이블을 구축한다.[6][7]

라우터를 실행하는 소프트웨어는 동시에 작동하는 두 개의 기능적 처리 장치로 구성되며, 이를 '플레인(plane)'이라고 한다.[8]

제어 평면에서 라우터는 데이터 패킷을 전달하는 데 사용해야 하는 경로와 물리적 인터페이스 연결을 나열하는 라우팅 테이블을 유지 관리한다. 이는 정적 라우팅이라고 하는 내부적으로 미리 구성된 지시문을 사용하거나 라우팅 프로토콜을 사용하여 경로를 동적으로 학습하여 수행한다. 정적 라우팅과 동적 라우팅은 라우팅 테이블에 저장된다. 그런 다음 제어 평면 로직은 테이블에서 필수적이지 않은 지시문을 제거하고 전달 평면에서 사용할 전달 정보 베이스(FIB)를 구축한다.

라우팅 테이블 검색 방법에는 선형 검색 (Linear Search), 패트리샤 트리 (Patricia Tree), 모든 항목 동시 검색 (CAM을 이용한 방법)이 있다.

4. 2. 전달 평면

전달 평면은 라우터의 들어오는 인터페이스와 나가는 인터페이스 간에 데이터 패킷을 전달하는 장치이다. 이 장치는 들어오는 각 패킷의 헤더를 읽고, 제어 평면에서 제공하는 전달 정보 베이스(FIB)의 항목과 목적지를 일치시켜 FIB에 지정된 나가는 네트워크로 패킷을 전달한다.[8] 라우터는 일반적으로 패킷 페이로드를 살펴보지 않고,[52] 전달 결정을 내리기 위해 3계층 주소만 확인하며, 선택적으로 헤더의 다른 정보(예: (QoS))를 힌트로 사용할 수 있다. 순수 IP 전달의 경우 라우터는 개별 패킷과 관련된 상태 정보를 최소화하도록 설계되었다.[53] 패킷이 전달되면 라우터는 패킷에 대한 과거 정보를 유지하지 않는다.

라우터가 처리할 수 있는 속도보다 높은 속도로 패킷이 도착할 때 혼잡을 관리해야 하는데, 일반적으로 사용되는 세 가지 정책은 테일 드롭, 랜덤 조기 감지(RED) 및 가중치 랜덤 조기 감지(WRED)이다. 테일 드롭은 라우터의 버퍼 공간이 소진되면 새로 들어오는 패킷을 단순히 삭제하는 방식이다. RED는 큐가 버퍼의 미리 구성된 부분을 초과할 때 데이터그램을 확률적으로 조기에 삭제하여 미리 결정된 최대값에 도달할 때까지 모든 들어오는 패킷을 삭제하는 방식이다. WRED는 트래픽 유형에 따라 패킷을 더 쉽게 삭제하도록 구성할 수 있다.

라우터는 트래픽 분류를 통해 어떤 패킷을 먼저 처리해야 하는지 결정하기도 하는데, 이는 QoS를 통해 관리되며, 과도한 지연을 유발하지 않도록 VoIP가 배포될 때 중요하다.[56] 또한, 정책 기반 라우팅을 통해 패킷 전달 결정을 내릴 때 라우팅 테이블에서 파생된 규칙을 재정의하는 특수 규칙을 생성할 수 있다.[57]

일부 기능은 주문형 집적 회로(ASIC)를 통해 수행될 수 있으며, 다른 기능은 CPU를 통해 수행해야 할 수도 있다.[58]

4. 3. 내부 처리 과정

라우터의 내부 처리 과정은 크게 수신, 해석, 가공, 송출의 4단계로 나뉜다.[75]
수신: 인터페이스 회로가 수신된 신호를 비트열로 변환하여, 수신 처리를 담당하는 패킷 처리 엔진에 입력 데이터를 전달한다.[75] 패킷 처리 엔진은 수신한 IP 프레임을 미리 구분된 라우팅 테이블용 메모리 버퍼에 저장한다.[75] 이 입력 버퍼 영역은 하나의 프레임이 충분히 저장될 수 있는 길이로 구분되어 있다.[75] 메모리 크기에는 한계가 있으므로, 전송 처리가 지연되어 나중에 온 패킷이 메모리에 저장될 수 없게 되면 그 패킷은 버려지는데, 이것이 "패킷 손실"이라고 불리는 현상이다.[75]
해석: 패킷 처리 엔진은 라우팅 테이블 메모리에 저장된 IP 패킷의 헤더를 읽고, 라우팅 테이블을 검색하여 출력 인터페이스를 결정한다.[75] 동시에 서비스 품질(QoS) 및 접근 제어 목록을 참조하여 조건에 부합하면 해당 처리를 수행한다.[75] 분석을 통해 얻은 정보는 패킷 버퍼 메모리의 IP 패킷에 추가한다.[75]
가공: 패킷 처리 엔진은 다양한 테이블 메모리에서 패킷을 읽어 들여, "분석" 처리에서 얻어진 QoS에 따라 출력 인터페이스를 할당하고, 패킷 버퍼 메모리에 축적한다. 가공된 패킷은 다음과 같이 처리된다.[75]

  • 패킷을 스위칭한다.
  • 출력 제어부의 큐에 FIFO 방식으로 전송한다.
  • 출력 회선마다 준비된 여러 개의 FIFO는 QoS에 따라 패킷을 축적한다.

송출: 스케줄러는 패킷 버퍼 메모리에서 패킷을 읽어 들여 출력한다.[75]

라우터 내부는 크게 분산형과 집중형 두 가지 주요 아키텍처로 나뉜다.[74] 아키텍처는 인터페이스 카드, 스위치 카드, 제어부로 구성된다. 인터페이스 카드는 패킷 처리 엔진, 패킷 버퍼용 메모리, 라우팅 테이블용 메모리, 기타 여러 테이블 메모리로 구성된다.[74]

  • 분산 아키텍처: 여러 패킷 처리 엔진을 크로스바 스위치(스위치 카드)로 연결한다. 복잡한 라우팅 처리는 제어 평면(컨트롤 플레인)에서 수행하고, 간단한 패킷 처리는 데이터 평면(데이터 플레인, 포워딩 플레인)의 스위치용 LSI와 패킷 처리 엔진으로 분산하여 처리 속도를 높이는 아키텍처이다. 확장성이 높고 가격이 비싸며, 처리 엔진의 I/O 부하가 높아 전력 소모가 많다.
  • 집중 아키텍처: 데이터 평면에서의 패킷 처리를 하나의 패킷 처리 엔진에 집중시켜 처리한다. 분산 아키텍처에 비해 구조가 간단하다.

5. 라우터의 종류

라우터는 네트워크 규모와 용도에 따라 다양한 종류로 나뉜다.

== 규모 및 용도별 분류 ==

라우터는 네트워크에서 사용되는 위치나 규모에 따라 다양한 종류로 분류될 수 있지만, 기본적인 기능은 모두 같다. 주요 차이점은 처리할 수 있는 패킷 및 트래픽의 양에 있다.[9]


  • 코어 라우터: 인터넷 서비스 제공자(ISP)의 네트워크나 여러 ISP 네트워크를 서로 연결하는 데 사용된다.[9] 핵심 네트워크의 백본을 구성하며, 건물 또는 데이터센터 등의 캐비닛 랙 내부에 설치된다. 프로바이더 라우터(P)라고도 불린다.
  • 센터 라우터 (프로바이더 엣지 라우터): WAN 회선을 통해 기업의 본점과 지점을 연결하거나, 인터넷 서비스 제공자(ISP)와 기업 네트워크를 연결하는 데 사용된다.[9] 프로바이더 엣지 라우터(PE) 또는 고객 엣지 라우터(CE)라고도 불린다. 고속 패킷 처리가 필요한 경우 L3 스위치 또는 기가비트 이더넷 지원 L2 스위치로 대체될 수 있다.
  • 엣지 라우터 (고객 엣지 라우터): 기업 지점이나 영업소의 네트워크를 WAN 회선에 연결하여 본사의 센터 라우터에 접속하는 데 사용된다.[9]

IPsec VPN 지원 라우터(주로 지점 간에 사용되는 소형 라우터)

  • 원격 라우터 (다이얼업 라우터): 랜과 WAN을 중계하며, WAN 라우터라고도 불린다. 일본에서는 INS넷 64 서비스 개시 후 일반에 보급되었으며, 야마하(Yamaha)의 "RTA50i" 등이 대표적이다.[65] 다이얼업 자동 연결/끊김 기능을 통해 접속 시간에 따른 종량제 과금 문제를 해결했다. 소프트뱅크(SoftBank)의 ADSL 서비스 등장 이후 레거시 하드웨어가 되었다.
  • 브로드밴드 라우터: 가정이나 소규모 기업에서 ADSL이나 FTTH 등의 광대역 인터넷 접속에 사용된다.[9] 회선 사업자가 제공하는 ADSL 모뎀이나 ONU에 라우터 기능이 포함된 경우가 많다.
  • 모바일 Wi-Fi 라우터: 휴대용 핫스팟에서 인터넷에 접속할 때 쓰인다. 휴대성을 높인 소형 라우터와 무선랜 접속 지점의 복합 제품으로, 이차 전지를 내장하여 이동 중 인터넷 이용에 적합하다.
  • ISP 라우터: 인터넷 서비스를 제공하는 제공자에 의해 접속할 때 쓰이는 라우터이다.[9]
  • 음성, 데이터, 팩스 및 비디오 처리 라우터: 인터넷에서 음성, 데이터, 비디오 및 팩스 트래픽을 라우팅하고 처리하는 데 사용된다. 접속 서버 또는 게이트웨이라고도 불린다.
  • '''Wi-Fi 공유기''': 라우터와 무선 액세스 포인트의 기능을 결합한 장치이다.[9]


가정이나 소규모 사무실의 DSL 라우터로, 인터넷에 ADSL을 사용하여 연결하기 위한 전화 잭(''왼쪽, 흰색'')과 가정용 컴퓨터 및 프린터에 연결하기 위한 이더넷 잭(''오른쪽, 노란색'')을 보여줍니다.


10G/40G/100G 인터페이스와 중복 프로세서/전원/팬 모듈을 갖춘 캐리어급 라우터


== 액세스, 코어 및 분배 ==

계층적 인터네트워킹 모델은 기업 네트워크를 코어(Core), 분배(Distribution), 액세스(Access)의 세 계층으로 나눈다.

  • 코어 라우터: 인터넷 서비스 제공자(ISP)의 랜이나 여러 개의 ISP 네트워크를 서로 연결한다. 기업에서는 캠퍼스의 여러 건물이나 대규모 기업 위치의 분배 계층 라우터를 상호 연결하는 축소된 백본을 제공할 수 있다.[20] 높은 대역폭에 최적화되어 있지만 에지 라우터의 일부 기능이 부족하다.[20] 핵심 네트워크의 백본을 구성하며, 건물 또는 데이터센터 등의 캐비닛 랙 내부에 설치된다. 프로바이더 라우터(P)라고도 불린다.
  • 분배 라우터: 여러 액세스 라우터의 트래픽을 집계한다.[19] 광역 네트워크(WAN)에서 서비스 품질을 적용하는 역할을 하므로 상당한 메모리가 설치되어 있고, 여러 WAN 인터페이스 연결이 있으며, 상당한 온보드 데이터 처리 루틴을 가질 수 있다.[19] 또한 파일 서버 그룹 또는 다른 외부 네트워크에 대한 연결을 제공할 수도 있다.[19]
  • 액세스 라우터: 소규모 사무실/가정용 사무실(SOHO) 모델을 포함하며, 가정 및 지점 사무소와 같은 고객 현장에 위치한다.[18] 일반적으로 저렴한 비용으로 최적화되어 있다.[18] 일부 SOHO 라우터는 토마토, OpenWrt, 또는 DD-WRT와 같은 대안적인 무료 Linux 기반 펌웨어를 실행할 수 있다.[18]

OpenWrt에서 사용하는 LuCI 웹 인터페이스의 스크린샷입니다. 이 페이지는 동적 DNS를 구성합니다.

5. 1. 규모 및 용도별 분류

라우터는 네트워크에서 사용되는 위치나 규모에 따라 다양한 종류로 분류될 수 있지만, 기본적인 기능은 모두 같다. 주요 차이점은 처리할 수 있는 패킷 및 트래픽의 양에 있다.[9]

  • 코어 라우터: 인터넷 서비스 제공자(ISP)의 네트워크나 여러 ISP 네트워크를 서로 연결하는 데 사용된다.[9] 핵심 네트워크의 백본을 구성하며, 건물 또는 데이터센터 등의 캐비닛 랙 내부에 설치된다. 프로바이더 라우터(P)라고도 불린다.
  • 센터 라우터 (프로바이더 엣지 라우터): WAN 회선을 통해 기업의 본점과 지점을 연결하거나, 인터넷 서비스 제공자(ISP)와 기업 네트워크를 연결하는 데 사용된다.[9] 프로바이더 엣지 라우터(PE) 또는 고객 엣지 라우터(CE)라고도 불린다. 고속 패킷 처리가 필요한 경우 L3 스위치 또는 기가비트 이더넷 지원 L2 스위치로 대체될 수 있다.
  • 엣지 라우터 (고객 엣지 라우터): 기업 지점이나 영업소의 네트워크를 WAN 회선에 연결하여 본사의 센터 라우터에 접속하는 데 사용된다.[9]

  • 원격 라우터 (다이얼업 라우터): 랜과 WAN을 중계하며, WAN 라우터라고도 불린다. 일본에서는 INS넷 64 서비스 개시 후 일반에 보급되었으며, 야마하(Yamaha)의 "RTA50i" 등이 대표적이다.[65] 다이얼업 자동 연결/끊김 기능을 통해 접속 시간에 따른 종량제 과금 문제를 해결했다. 소프트뱅크(SoftBank)의 ADSL 서비스 등장 이후 레거시 하드웨어가 되었다.
  • 브로드밴드 라우터: 가정이나 소규모 기업에서 ADSL이나 FTTH 등의 광대역 인터넷 접속에 사용된다.[9] 회선 사업자가 제공하는 ADSL 모뎀이나 ONU에 라우터 기능이 포함된 경우가 많다.
  • 모바일 Wi-Fi 라우터: 휴대용 핫스팟에서 인터넷에 접속할 때 쓰인다. 휴대성을 높인 소형 라우터와 무선랜 접속 지점의 복합 제품으로, 이차 전지를 내장하여 이동 중 인터넷 이용에 적합하다.
  • ISP 라우터: 인터넷 서비스를 제공하는 제공자에 의해 접속할 때 쓰이는 라우터이다.[9]
  • 음성, 데이터, 팩스 및 비디오 처리 라우터: 인터넷에서 음성, 데이터, 비디오 및 팩스 트래픽을 라우팅하고 처리하는 데 사용된다. 접속 서버 또는 게이트웨이라고도 불린다.
  • '''Wi-Fi 공유기''': 라우터와 무선 액세스 포인트의 기능을 결합한 장치이다.[9]


5. 2. 액세스, 코어 및 분배

네트워크에서 쓰이는 위치나 규모에 따라 라우터의 종류가 달라질 수 있다. 다만 라우터의 기본적인 기능은 모두 같다. 네트워크 규모에 따라서 사용되는 라우터는 다음과 같이 구분된다.

계층적 인터네트워킹 모델은 기업 네트워크를 코어(Core), 분배(Distribution), 액세스(Access)의 세 계층으로 나눈다.

  • 코어 라우터: 인터넷 서비스 제공자(ISP)의 랜이나 여러 개의 ISP 네트워크를 서로 연결한다. 기업에서는 캠퍼스의 여러 건물이나 대규모 기업 위치의 분배 계층 라우터를 상호 연결하는 축소된 백본을 제공할 수 있다.[20] 높은 대역폭에 최적화되어 있지만 에지 라우터의 일부 기능이 부족하다.[20] 핵심 네트워크의 백본을 구성하며, 건물 또는 데이터센터 등의 캐비닛 랙 내부에 설치된다. 프로바이더 라우터(P)라고도 불린다.
  • 센터 라우터: WAN 회선을 거쳐 회사의 본점과 회사의 지점을 서로 연결한다. 또, 인터넷 서비스 제공자와 기업의 네트워크와 연결할 때에도 쓰인다.
  • 엣지 라우터: 지점, 영업소의 네트워크를 WAN 회선에 연결하여 회사의 본점의 라우터에 접근한다.
  • 원격 라우터: 랜과 WANG을 중계한다. WAN 라우터라고도 부른다.
  • 분배 라우터: 여러 액세스 라우터의 트래픽을 집계한다.[19] 광역 네트워크(WAN)에서 서비스 품질을 적용하는 역할을 하므로 상당한 메모리가 설치되어 있고, 여러 WAN 인터페이스 연결이 있으며, 상당한 온보드 데이터 처리 루틴을 가질 수 있다.[19] 또한 파일 서버 그룹 또는 다른 외부 네트워크에 대한 연결을 제공할 수도 있다.[19]
  • 액세스 라우터: 소규모 사무실/가정용 사무실(SOHO) 모델을 포함하며, 가정 및 지점 사무소와 같은 고객 현장에 위치한다.[18] 일반적으로 저렴한 비용으로 최적화되어 있다.[18] 일부 SOHO 라우터는 토마토, OpenWrt, 또는 DD-WRT와 같은 대안적인 무료 Linux 기반 펌웨어를 실행할 수 있다.[18]
  • 브로드밴드 라우터: 가정이나 작은 규모의 기업에서 브로드밴드급의 인터넷에 접속할 때 쓰인다.
  • 핫스팟 라우터: 휴대용 핫스팟에서 인터넷에 접속할 때 쓰인다.
  • ISP 라우터: 인터넷을 제공하는 제공자에 의해 접속할 때 쓰이는 라우터이다.


6. 보안

외부 네트워크는 로컬 네트워크의 전반적인 보안 전략의 일부로 신중하게 고려되어야 한다. 라우터에는 방화벽, VPN 처리 및 기타 보안 기능이 포함될 수도 있고, 별도의 장치에서 처리될 수도 있다. 라우터는 일반적으로 네트워크 주소 변환(NAT)을 수행하는데, 이는 외부 연결에서 시작된 연결을 제한하지만 모든 전문가가 보안 기능으로 인식하는 것은 아니다.[21] 일부 전문가들은 오픈소스 환경에서 오류와 잠재적으로 악용 가능한 취약점이 발견되고 해결될 가능성이 더 크기 때문에 오픈소스 라우터가 클로즈드 소스 라우터보다 더 안전하고 안정적이라고 주장한다.[22][23]

6. 1. 보안 기능

외부 네트워크는 로컬 네트워크의 전반적인 보안 전략의 일부로 신중하게 고려되어야 한다. 라우터에는 방화벽, VPN 처리 및 기타 보안 기능이 포함될 수도 있고, 별도의 장치에서 처리될 수도 있다. 라우터는 일반적으로 네트워크 주소 변환(NAT)을 수행하는데, 이는 외부 연결에서 시작된 연결을 제한하지만 모든 전문가가 보안 기능으로 인식하는 것은 아니다.[21] 일부 전문가들은 오픈소스 환경에서 오류와 잠재적으로 악용 가능한 취약점이 발견되고 해결될 가능성이 더 크기 때문에 오픈소스 라우터가 클로즈드 소스 라우터보다 더 안전하고 안정적이라고 주장한다.[22][23]

7. 최신 기술 동향

라우터는 ISP 및 주요 기업 연결에서 경계 게이트웨이 프로토콜(BGP)을 사용하여 라우팅 정보를 교환한다.[25] 2000년대 초부터 기업 네트워크는 기존 전용선에서 인터넷 기반 VPN으로 전환되었다. 통신 사업자들은 MPLS와 VR을 이용한 유료 서비스인 "IP-VPN"을 제공했지만, 기업과 개인이 독자적으로 VPN 환경을 구축하는 움직임이 확산되었다.

2008년 현재, 라우터를 포함한 대규모 네트워크의 편리성 향상을 위해 다양한 기술이 개발되고 있다.
MPLS (Multi-Protocol Label Switching)MPLS는 MAC 헤더 뒤에 MPLS 심 헤더라 불리는 라벨을 추가하여 MPLS 지원 라우터 간의 전달 목적지 식별에 사용한다.[27] MPLS 지원 라우터 간에는 LPS(Label Switched Path)라 불리는 가상 경로로 연결된다. 계층 3 스위치와 달리, 라우터 사용에 의해 우선 제어나 대역폭 제어와 같은 기능, 특정 패킷만을 별도 경로로 우회시키거나, 회선 장애 발생 시 순간(수 밀리초)에 우회 경로를 설정하는 "패스트 릴루트(Fast Reroute)" 기능 등에 의해 높은 편의성이 제공된다.[30]
VPLS (Virtual Private LAN Service)VPLS(Virtual Private LAN Service, 가상 사설 LAN 서비스)는 MPLS를 이용하여 MAC 주소를 전달 목적지 주소로 사용하는, 라우터로 구성된 광역 이더넷 기술이다.[27] 기업의 지역 센터 LAN을 VPLS 네트워크에 연결함으로써, 이더넷의 MAC 프레임을 이용한 통신을 그대로 수행할 수 있다. VPLS 네트워크는 QoS(Quality of Service, 서비스 품질) 기능과 패스트 릴루트(Fast Reroute) 기능이 제공된다.
SD-WAN (Software-Defined Wide Area Network)SD-WAN

소프트웨어 정의 광역 네트워크(Software-Defined Wide Area Network). 인터넷 등 물리적인 데이터 통신 회선 위에 가상 네트워크로서 지점 간 통신망을 구축하는 여러 기술로 구성된 시스템이다. 2024년 현재 원거리 지점 간 연결 방식으로 도입이 진행되고 있다.[76][77]

7. 1. 주요 기술

라우터는 ISP 및 주요 기업 연결에서 경계 게이트웨이 프로토콜(BGP)을 사용하여 라우팅 정보를 교환한다.[25] 2000년대 초부터 기업 네트워크는 기존 전용선에서 인터넷 기반 VPN으로 전환되었다. 통신 사업자들은 MPLS와 VR을 이용한 유료 서비스인 "IP-VPN"을 제공했지만, 기업과 개인이 독자적으로 VPN 환경을 구축하는 움직임이 확산되었다.

2008년 현재, 라우터를 포함한 대규모 네트워크의 편리성 향상을 위해 다양한 기술이 개발되고 있다.
MPLS (Multi-Protocol Label Switching)MPLS는 MAC 헤더 뒤에 MPLS 심 헤더라 불리는 라벨을 추가하여 MPLS 지원 라우터 간의 전달 목적지 식별에 사용한다.[27] MPLS 지원 라우터 간에는 LPS(Label Switched Path)라 불리는 가상 경로로 연결된다. 계층 3 스위치와 달리, 라우터 사용에 의해 우선 제어나 대역폭 제어와 같은 기능, 특정 패킷만을 별도 경로로 우회시키거나, 회선 장애 발생 시 순간(수 밀리초)에 우회 경로를 설정하는 "패스트 릴루트(Fast Reroute)" 기능 등에 의해 높은 편의성이 제공된다.[30]
VPLS (Virtual Private LAN Service)VPLS(Virtual Private LAN Service, 가상 사설 LAN 서비스)는 MPLS를 이용하여 MAC 주소를 전달 목적지 주소로 사용하는, 라우터로 구성된 광역 이더넷 기술이다.[27] 기업의 지역 센터 LAN을 VPLS 네트워크에 연결함으로써, 이더넷의 MAC 프레임을 이용한 통신을 그대로 수행할 수 있다. VPLS 네트워크는 QoS(Quality of Service, 서비스 품질) 기능과 패스트 릴루트(Fast Reroute) 기능이 제공된다.
SD-WAN (Software-Defined Wide Area Network)소프트웨어 정의 광역 네트워크(Software-Defined Wide Area Network). 인터넷 등 물리적인 데이터 통신 회선 위에 가상 네트워크로서 지점 간 통신망을 구축하는 여러 기술로 구성된 시스템이다. 2024년 현재 원거리 지점 간 연결 방식으로 도입이 진행되고 있다.[76][77]

8. 이중화 기술

장애 복구 (Redundancy)는 네트워크 상의 장애를 회피하거나 최소화하는 기술이다. 라우터나 3계층 스위치를 여러 대 갖추면 장애 발생 시 전환하는 물리적인 장애 복구가 이루어진다. 하지만 이 상태로는 장애 발생을 감지하여 자동으로 예비 기기에 전환할 수 없으므로, 라우터를 가상화하는 프로토콜을 통해 장애 복구 구성을 제어한다. 여러 개의 VRRP 그룹에 가상 라우터 설정을 함으로써 부하 분산이 가능해진다. 표준화된 프로토콜 또는 벤더 고유의 프로토콜이 여러 가지 존재한다.


  • VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol): 하나의 가상 주소를 마스터 기기와 백업 기기 2대에 할당하여 정상 작동 시에는 마스터 기기가 가상 주소를 사용하고, 장애 발생 시에는 백업 기기가 가상 주소를 그대로 사용하여 작동을 계승하는 방법이다.
  • HSRP (Hot Standby Router Protocol): 시스코 시스템즈(Cisco Systems) 사 고유의 RFC2281 기반 방식 규격이다.


벤더에 따라 VRRP와 유사하거나 VRRP를 확장한 프로토콜을 제공하고 있다.

  • VRRP-E (VRRP-Extend): 브로드컴(Broadcom)사
  • FSRP (Foundry standby router protocol): 브로드컴(Broadcom)사
  • ESRP (Extreme Standby Router Protocol): 익스트림 네트웍스(Extreme Networks)사
  • NSRP (NetScreen Redundancy Protocol): 주니퍼 네트웍스(Juniper Networks)사

8. 1. 주요 프로토콜

장애 복구 (Redundancy)는 네트워크 상의 장애를 회피하거나 최소화하는 기술이다. 라우터나 3계층 스위치를 여러 대 갖추면 장애 발생 시 전환하는 물리적인 장애 복구가 이루어진다. 하지만 이 상태로는 장애 발생을 감지하여 자동으로 예비 기기에 전환할 수 없으므로, 라우터를 가상화하는 프로토콜을 통해 장애 복구 구성을 제어한다. 여러 개의 VRRP 그룹에 가상 라우터 설정을 함으로써 부하 분산이 가능해진다. 표준화된 프로토콜 또는 벤더 고유의 프로토콜이 여러 가지 존재한다.

  • VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol): 하나의 가상 주소를 마스터 기기와 백업 기기 2대에 할당하여 정상 작동 시에는 마스터 기기가 가상 주소를 사용하고, 장애 발생 시에는 백업 기기가 가상 주소를 그대로 사용하여 작동을 계승하는 방법이다.
  • HSRP (Hot Standby Router Protocol): 시스코 시스템즈(Cisco Systems) 사 고유의 RFC2281 기반 방식 규격이다.


벤더에 따라 VRRP와 유사하거나 VRRP를 확장한 프로토콜을 제공하고 있다.

  • VRRP-E (VRRP-Extend): 브로드컴(Broadcom)사
  • FSRP (Foundry standby router protocol): 브로드컴(Broadcom)사
  • ESRP (Extreme Standby Router Protocol): 익스트림 네트웍스(Extreme Networks)사
  • NSRP (NetScreen Redundancy Protocol): 주니퍼 네트웍스(Juniper Networks)사

참조

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