스위치와 라우터, 스위칭과 라우팅

안녕하세요. 오늘은 네트워크상에서 정보를 전달할 때 아주 중요한 역할을 하는 스위치와 라우터, 그리고 각각 수행하는 기능인 스위칭과 라우팅에 대해서 간단하게 설명해보려고 합니다. 우리가 길을 찾을 때에도 지도를 통해 길을 찾아 목적지까지 빠르게 갈 수 있는데요. 스위칭과 라우팅 역시 데이터가 빠르게 목적지까지 도달할 수 있도록 도움을 주는 역할들입니다. 그럼 하나씩 알아보도록 하겠습니다.

  1. 스위치와 스위칭

스위치는 스위칭을 하는 장비입니다. 너무 간단한가요? 목적지로 출발한 데이터가 스위치를 거치게 되면, 스위치는 데이터의 목적지를 파악하여 적합한 경로로 스위칭(Switching)해주는 역할을 합니다. 스위치는 데이터 링크 계층에 속하기 때문에 MAC 주소를 기반으로 작동을 하는데요. 자신에게 연결된 포트들의 MAC 주소 정보를 기록한 MAC 테이블을 가지고 판단하여 스위칭을 하는 것이죠.

스위치는 다음과 같은 다섯 가지 기능들을 반복하며 자신의 역할을 수행합니다. 처음 본 MAC 주소를 자신의 MAC 테이블에 기록하는 과정인 Learning, 자신에게 들어온 데이터의 목적지가 불분명할 경우 들어온 포트를 제외한 모든 포트로 퍼뜨리는 Flooding, 들어온 데이터의 목적지를 알고 있을 경우 그쪽으로 보내는 Forwarding, 해당 목적지 경로로 가는 포트를 제외한 다른 불필요한 포트를 모두 막는 Filtering, 일정 시간 동안 사용되지 않은 MAC 주소를 삭제하는 Aging까지 총 다섯 가지 기능을 반복하며 작동합니다.

  2. 라우터와 라우팅

라우터는 라우팅을 하는 장비입니다. 스위치와 마찬가지로 들어온 데이터의 정보를 확인하고, 자신이 보유한 정보를 토대로 목적지까지의 적합한 경로를 찾아주는 라우팅(Routing) 기능을 합니다. 라우터는 IP 주소를 기반으로 작동하여 네트워크 계층에 속해 있습니다. 앞서 자신이 보유한 정보는 모두 라우팅 테이블에 존재하는데, 네트워크 프로토콜 종류와 수신 네트워크 대역 그리고 보내질 인터페이스의 정보가 들어있습니다. 스위치와 비슷하다고 생각하시면 이해하기 쉽습니다.

  3. 스위치와 라우터의 차이는?

그렇다면 스위치와 라우터의 차이는 무엇일까요? 가장 먼저 일반적으로 스위치는 데이터 링크 계층에, 라우터는 네트워크 계층에 속합니다. 그래서 스위치는 MAC 주소를 기반으로 작동하고, 라우터는 IP 주소를 기반으로 작동합니다. 두 번째로는 브로드캐스트 도메인의 구분 여부입니다. 브로드캐스트 도메인이란 쉽게 하나의 네트워크라고 말할 수 있는데요. 스위치는 브로드캐스트 도메인을 구분할 수 없는 반면, 라우터는 브로드캐스트 도메인을 구분하여 포트별로 서로 다른 네트워크 대역을 연결/구분하고 있습니다. 세 번째는 불명확한 목적지를 가진 데이터의 처리 방식입니다. 위에서 스위치는 자신에게 들어온 데이터의 목적지가 불분명할 경우 모든 포트로 데이터를 퍼뜨린다고 했었는데, 이것이 브로드캐스팅입니다. 전역으로 넓게 데이터를 퍼뜨리는 것이죠. 하지만 라우터는 데이터의 목적지가 불분명하다면 그 데이터를 가차없이 버립니다. 마지막으로 스위치는 학습 기능을 가지고 있어 관리자의 별도 설정 없이도 사용이 가능한데요. 라우터는 관리자의 설정이 있어야 라우팅 테이블 생성 및 통신이 가능합니다. 

최근엔 스위치의 기능이 폭넓게 자리잡아서 L3 스위치, L4 스위치 등 데이터 링크 계층 외의 상위 계층의 역할을 수행하는 모델들도 많이 등장했는데요. 그러면 네트워크 계층 역할을 수행하는 라우터와 같은 계층 역할을 수행하는 L3 스위치의 차이점은 무엇일까요? 일단 물리적으로 가격에서 차이가 있습니다. 대부분 라우터가 더 비싼 편으로 '라우터의 성능이 L3 스위치보다 더 좋다'라는 것이 일반적인데요. 사실 기능적인 차이는 거의 없을 뿐더러 실제 구축된 네트워크 망의 예를 보아도 혼용해서 많이 사용하고 있기 때문에 네트워크 망의 구축 여건과 환경에 따라서 더욱 적절한 것을 선택해 사용한다고 보시면 되겠습니다.

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