라우터란 무엇이며 어떻게 작동하나요?

라우터는 여러 네트워크 또는 네트워크 세그먼트를 연결하는 네트워크 장치로, 서로 다른 네트워크 또는 네트워크 세그먼트 간에 데이터 정보를 '변환'하여 서로 데이터를 '읽을' 수 있으며 더 큰 규모를 형성할 수 있습니다. 회로망.

라우터에는 데이터 채널 기능과 제어 기능이라는 두 가지 일반적인 기능이 있습니다. 데이터 채널 기능에는 일반적으로 특정 하드웨어에 의해 완료되는 전달 결정, 백플레인 전달 및 출력 링크 스케줄링 등이 포함됩니다. 제어 기능은 일반적으로 인접 라우터와의 정보 교환, 시스템 구성, 시스템 관리 등을 포함하여 소프트웨어에 의해 구현됩니다.

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라우터 작동 방식

전통적으로 라우터는 OSI 7계층에서 작동합니다. 프로토콜 세 번째 계층의 주요 작업은 네트워크 인터페이스로부터 데이터 패킷을 수신하고 여기에 포함된 대상 주소를 기반으로 다음 대상 주소로 이를 전달하기로 결정하는 것입니다. 따라서 라우터는 먼저 전달 라우팅 테이블에서 대상 주소를 검색해야 합니다. 대상 주소를 찾으면 데이터 패킷 프레임 앞에 다음 MAC 주소를 추가하고 동시에 TTL(Time To)을 추가합니다. Live) 필드도 빼기 시작하고 체크섬을 다시 계산합니다. 패킷이 출력 포트로 전송되면 출력 링크로 전달될 때까지 기다려야 합니다.

라우터가 작동 중일 때 특정 라우팅 통신 프로토콜에 따라 장치의 라우팅 테이블을 검색할 수 있습니다. 특정 노드에 대한 경로가 두 개 이상인 경우 기본적으로 미리 결정된 라우팅 기준은 최적의(또는 가장 경제적인) 전송 경로를 선택하는 것입니다. 다양한 네트워크 세그먼트와 그 상호 연결은 환경 변화로 인해 변경될 수 있으므로 일반적으로 라우팅 정보는 사용되는 라우팅 정보 프로토콜의 조항에 따라 정기적으로 업데이트됩니다.

네트워크에서 각 라우터의 기본 기능은 라우팅 정보의 유효성을 유지하기 위해 특정 규칙에 따라 유지 관리하는 라우팅 테이블을 동적으로 업데이트하는 것입니다. 네트워크 간 메시지 전송을 용이하게 하기 위해 라우터는 항상 미리 결정된 규칙에 따라 더 큰 데이터를 적절한 크기의 데이터 패킷으로 분해한 다음 이러한 데이터 패킷을 동일하거나 다른 경로를 통해 보냅니다. 이러한 데이터 패킷이 순차적으로 대상에 도착하면 분해된 데이터 패킷이 특정 순서에 따라 원본 메시지 형태로 패키징됩니다. 라우터의 계층적 주소 지정 기능은 라우터의 중요한 기능 중 하나입니다. 이 기능은 많은 노드 스테이션이 있는 네트워크에서 주소 지정 정보를 저장하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 네트워크 간 원격 네트워크 세그먼트로 전송되는 메시지를 가로채서 전달할 수도 있습니다. 가장 합리적인 경로를 선택하고 통신을 안내하는 것도 라우터의 기본 기능입니다. 다중 프로토콜 라우터는 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하여 네트워크 세그먼트를 연결할 수 있으며 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하여 네트워크 세그먼트 간의 통신 플랫폼이 될 수 있습니다.

일반적으로 라우터의 주요 작업은 데이터 패킷을 저장하고 전달하는 것입니다. 구체적인 프로세스는 다음과 같습니다.

1단계: 데이터 패킷이 라우터에 도달하면 네트워크 물리적 인터페이스 유형에 따라 처리됩니다. 라우터는 해당 링크 계층 기능 모듈을 호출하여 이 패킷을 처리하기 위해 링크 계층 프로토콜 헤더를 해석합니다. 이 단계는 주로 CRC 확인, 프레임 길이 확인 등과 같은 데이터의 무결성을 확인하기 위해 상대적으로 간단합니다.

2단계: 링크 계층에서 데이터 프레임의 무결성 검증을 완료한 후 라우터는 이 데이터 프레임의 IP 계층 처리를 시작합니다. 이 프로세스는 라우터 기능의 핵심입니다. 데이터 프레임에 있는 IP 헤더의 대상 IP 주소에 따라 라우터는 라우팅 테이블에서 다음 홉의 IP 주소를 검색하는 동시에 IP 패킷 헤더의 TTL(Time To Live) 필드가 시작됩니다. 체크섬(체크섬)을 감소시키고 다시 계산합니다.

3단계: 라우팅 테이블에서 찾은 다음 홉 IP 주소에 따라 IP 데이터 패킷을 해당 출력 링크 계층으로 보내고 해당 링크 계층 헤더를 캡슐화한 후 최종적으로 출력 네트워크를 통과합니다. 물리적 인터페이스가 전송됩니다.

간단히 말하면, 라우터의 주요 임무는 라우터를 통과하는 각 데이터 패킷에 대한 최적의 전송 경로를 찾아 데이터 패킷을 목적지 사이트까지 효과적으로 전달하는 것입니다. 최상의 경로 전략을 선택하거나 최상의 라우팅 알고리즘을 선택하는 것이 라우터의 핵심임을 알 수 있습니다. 이 작업을 완료하기 위해 다양한 전송 경로와 관련된 데이터인 라우팅 테이블(Routing Table)을 라우터에 저장하여 라우팅 선택에 사용합니다. 위 프로세스는 라우터의 기본 및 핵심 작업 프로세스를 설명하지만 액세스 제어, 네트워크 주소 변환, 대기열 우선 순위 등과 같은 기타 추가 기능은 설명하지 않습니다.