패킷 전달 과정 (라우팅)

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1. 개요

라우팅(Routing)은 네트워크에서 데이터 패킷이 목적지까지 이동하는 경로를 결정하는 과정
송신지에서 수신지로 가는 동안 여러 네트워크 장비(라우터, 게이트웨이 등)를 거치며 전달됨

용어	설명
패킷(Packet)	전송되는 데이터의 단위 (네트워크 계층에서 사용)
라우팅(Routing)	패킷이 이동할 최적 경로를 선택하는 과정
라우터(Router)	네트워크 간 패킷 전달을 담당하는 장비
게이트웨이(Gateway)	다른 네트워크로 나가는 출입구 역할

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2. 패킷 전달 기본 흐름

예시: PC(192.168.10.5) → 웹 서버(203.0.113.10) 접속 과정

1. PC는 브라우저를 통해 HTTP 요청 생성
2. 전송 계층(TCP)이 데이터를 세그먼트로 분할
3. 네트워크 계층(IP)이 목적지 IP(203.0.113.10)를 지정해 패킷 생성
4. 패킷이 게이트웨이(라우터)로 전송
5. 라우터가 라우팅 테이블을 참조하여 다음 홉(Next Hop)으로 전달
6. 여러 라우터를 거쳐 목적지 네트워크로 이동
7. 수신 측 네트워크의 라우터가 서버(203.0.113.10)로 패킷 전달
8. 서버가 응답 패킷을 역방향으로 전송

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3. 라우팅 방식의 종류

구분	설명	특징
정적 라우팅 (Static Routing)	관리자가 수동으로 경로 지정	단순·작은 네트워크에 적합
동적 라우팅 (Dynamic Routing)	라우터 간 정보 교환으로 자동 경로 결정	대규모 네트워크에 적합
디폴트 라우팅 (Default Routing)	목적지 경로를 모를 때 지정된 기본 경로로 전달	인터넷 접속 시 주로 사용 (0.0.0.0/0)

예: 가정용 공유기의 “기본 게이트웨이”가 바로 디폴트 라우팅

 

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4. 라우팅 테이블 (Routing Table)

라우터는 라우팅 테이블(Routing Table) 을 기반으로
“어떤 네트워크로 가려면 어디(Next Hop)로 보낼지”를 판단

목적지 네트워크	넷마스크	게이트웨이	인터페이스	메트릭
192.168.10.0	255.255.255.0	직접 연결	eth0	0
172.16.0.0	255.255.0.0	192.168.10.1	eth0	1
0.0.0.0	0.0.0.0	192.168.10.1	eth0	10

• 메트릭(Metric): 경로 우선순위 (낮을수록 우선)
• 0.0.0.0/0: 모든 목적지에 대한 기본 경로 (디폴트 게이트웨이)

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5. 동적 라우팅 프로토콜

라우터 간에 네트워크 경로 정보를 자동으로 교환하기 위해 사용됨

프로토콜	방식	특징	사용 계층
RIP (Routing Information Protocol)	거리 벡터	홉 수 기반(최대 15홉), 단순하지만 느림	네트워크 계층
OSPF (Open Shortest Path First)	링크 상태	대규모 네트워크에 적합, 빠른 수렴 속도	네트워크 계층
BGP (Border Gateway Protocol)	경로 벡터	자율 시스템(AS) 간 라우팅, 인터넷 백본용	네트워크 계층

요약
RIP: 거리 기반 (Distance Vector)
OSPF: 링크 기반 (Link State)
BGP: 경로 기반 (Path Vector)

 

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6. 라우팅 알고리즘 개념

알고리즘	설명	적용 프로토콜
거리 벡터 알고리즘	인접 라우터와 거리 정보를 교환하여 최단 경로 계산	RIP
링크 상태 알고리즘	전체 네트워크 맵을 기반으로 최단 경로 탐색 (Dijkstra 알고리즘 사용)	OSPF
경로 벡터 알고리즘	자율 시스템(AS) 간 경로 정보 교환 (정책 기반 라우팅)	BGP

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7. 패킷 전달 예시

[PC 192.168.10.5]
   ↓
[공유기 192.168.10.1]
   ↓ (ISP 네트워크)
[라우터 A]
   ↓
[라우터 B]
   ↓
[서버 203.0.113.10]

동작 요약
1. PC는 게이트웨이(192.168.10.1)로 패킷 전송
2. 게이트웨이는 ISP의 상위 라우터로 전달
3. 중간 라우터들은 각자의 라우팅 테이블을 참조해 다음 홉을 결정
4. 목적지 네트워크에 도착하면 서버에 직접 전달

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8. 라우팅과 스위칭의 차이

구분	라우팅 (Routing)	스위칭 (Switching)
동작 계층	네트워크 계층 (3계층)	데이터 링크 계층 (2계층)
식별 기준	IP 주소	MAC 주소
장비	라우터	스위치
기능	네트워크 간 패킷 전달	같은 네트워크 내 프레임 전달

스위치는 “LAN 내부 이동”, 라우터는 “LAN 간 이동”을 담당한다.

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9. 핵심 요약

• 라우팅은 패킷이 목적지까지 가는 경로를 결정하는 과정
• 라우터는 라우팅 테이블을 참조하여 다음 홉을 선택
• 정적/동적/디폴트 라우팅 방식 존재
• 동적 라우팅 프로토콜: RIP, OSPF, BGP
• 스위칭은 LAN 내부, 라우팅은 네트워크 간 이동