OS도 결국 하나의 L3 장비다

운영체제를 단순히 애플리케이션 실행 환경으로만 이해하는 것은 반쪽짜리 시각이다. Linux와 Unix는 네트워크 관점에서 보면 하나의 소프트웨어 기반 L3 라우터다. 커널은 패킷을 받아 라우팅 테이블을 조회하고, 다음 홉을 결정해 인터페이스로 내보낸다. 구조는 전용 라우터와 본질적으로 다르지 않다.

라우팅 테이블과 RIB

라우터가 유지하는 RIB(Routing Information Base)는 목적지 네트워크와 다음 홉, 인터페이스 정보를 저장한다. Linux의 라우팅 테이블이 정확히 그 역할을 한다.

정적 경로(static route) 설정은 기본이다. 단순히 기본 게이트웨이를 지정하는 것에서 나아가, 특정 네트워크 대역을 지정해 트래픽 경로를 통제할 수 있다. 또한 FRRouting 같은 데몬을 올리면 OSPF와 BGP 같은 동적 라우팅 프로토콜도 구동할 수 있다. 실제 환경에서 서버가 직접 BGP 피어링을 맺고 외부 라우터와 경로를 교환하는 사례는 더 이상 낯설지 않다.

VRF와 멀티 인스턴스

VRF(Virtual Routing and Forwarding)는 하나의 장비에서 여러 독립된 라우팅 테이블을 동시에 운영하는 기능이다. ISP 환경에서는 테넌트 분리나 고객망 구분을 위해 자주 쓰인다.

Linux에서도 network namespace와 VRF 디바이스를 통해 동일한 기능을 제공한다. ns1, ns2 같은 네임스페이스를 만들면 각기 독립된 라우팅 인스턴스로 동작한다. 이를 활용하면 하나의 서버가 동시에 여러 라우터처럼 동작할 수 있다.

데이터 플레인과 컨트롤 플레인

전용 라우터는 데이터 플레인과 컨트롤 플레인을 분리해 설계된다. 운영체제도 동일한 구조를 가진다.

커널은 실제 패킷 포워딩을 담당하는 데이터 플레인이다. 사용자 공간은 라우팅 데몬, 방화벽 정책, 보안 규칙을 관리하는 컨트롤 플레인이다. 이 구분을 이해해야 장애가 발생했을 때 정책 문제인지, 커널 레벨 문제인지 빠르게 파악할 수 있다.

OS 내부에서 발생하는 네트워크 장애

운영체제가 라우터처럼 동작한다는 것은 네트워크 장애도 그대로 발생한다는 의미다. 단순한 게이트웨이 누락이나 ARP 캐시 오류 수준을 넘어서 다양한 문제가 실제 운영 환경에서 발생한다.

정책 기반 라우팅을 적용하다가 우선순위나 경로 누락으로 트래픽이 블랙홀로 빠지는 경우가 있다. Conntrack 테이블이 포화돼 신규 세션이 전부 드롭되는 상황도 빈번하다. Reverse Path Filtering이 엄격 모드로 켜져 멀티홈 서버의 정상 트래픽까지 차단되는 경우도 많다. NIC 드라이버의 오프로드 기능이 잘못 동작해 세션이 끊어지는 문제도 발생한다. 컨테이너 환경에서는 네임스페이스 간 NAT 규칙이 누락돼 Pod가 외부 인터넷에 연결되지 못하는 경우가 잦다.

이러한 문제들은 단순히 “서버 장애”가 아니라, 라우터 트러블슈팅과 동일한 접근 방식으로 분석해야 한다.

인프라 엔지니어와 네트워크 이해

여기서 중요한 점은 인프라를 다루는 엔지니어라면 네트워크를 반드시 이해해야 한다는 것이다.

DevOps나 시스템 엔지니어들은 Kubernetes 클러스터를 어떻게든 구축하고 운영한다. 그러나 설계가 잘못되었거나 장애의 원인이 네트워크일 때는 해결에 어려움을 겪는다. 반대로 네트워크 엔지니어들은 Kubernetes나 시스템에 대한 이해가 부족해 관심은 있어도 입문 단계에서 좌절하는 경우가 많다.

현실적으로 완벽한 분업화는 드물다. 모든 영역을 마스터할 필요는 없지만, 교차 영역에서 최소한의 전문성은 반드시 필요하다. 그래야 장애를 정확히 진단하고, 안정적인 설계를 보장할 수 있다.

결론

운영체제를 하나의 L3 장비로 바라보는 관점은 단순한 비유가 아니다. 라우팅 테이블, VRF, 컨트롤 플레인과 데이터 플레인 구조, 그리고 OS 내부에서 발생하는 다양한 장애를 이해하면 네트워크 문제를 훨씬 빠르게 해결할 수 있다.

인프라 엔지니어는 네트워크를 알아야 하고, 네트워크 엔지니어는 시스템을 이해해야 한다. 결국 서로의 경계를 넘어서는 이해가 있어야 복잡한 환경에서 살아남을 수 있다. OS와 라우터는 하드웨어와 목적만 다를 뿐, 내부 원리는 같다.