Router

라우터는 패킷의 위치를 추출하여, 그 위치에 대한 최적의 경로를 지정하며, 이 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치로 전향시키는 장치이다.

이때 최적의 경로는 일반적으로는 가장 빠르게 통신이 가능한 경로이므로, 이것이 최단 거리 일수도 있지만, 돌아가는 경로라도 고속의 전송로를 통하여 전달이 되는 경로가 될 수 있다. 즉, 라우터(Router)는 이름 그대로 네트워크와 네트워크 간의 경로(Route)를 설정하고 가장 빠른 길로 트래픽을 이끌어주는 네트워크 장비이다.

또한 라우터의 대표적인 기능은 네트워크와 네트워크를 연결하는 것이지만, 최근에는 NAT(Network Address Translation), 방화벽, VPN(Virtual Private Network), QoS(Quality of Service)등 다양한 부가 기능을 함께 제공하기도 한다.

L3 스위치가 라우터 역할을 하기도 한다.

Routing Protocol

라우팅 프로토콜은 패킷이 목적지까지 어떤 경로로 갈지 결정해주는 프로토콜이다. RIP, OSPF, BGP등이 있으며, Routing Table을 참조해 가장 최적의 경로로 패킷을 전송시킨다.

라우팅 프로토콜의 종류와 분류는 아래와 같다.

Static routing

Static Route(정적 라우팅)은 관리자가 네트워크에 대한 경로 정보를 직접 지정하여 라우팅 하는것을 의미한다. 관리자에 의한 라우팅 정보만을 참조하여 라우터 자체 부담이 줄어들고 동적 라우팅보다 빠르며 안정적이다. 하지만 네트워크 변화가 빈번하거나 등록할 네트워크 수가 많을 경우 경로 설정을 변경하기 어렵다.

show ip route 명령어로 router의 라우팅 테이블을 확인할 수 있다.

Static Route 설정

ip route [network-address] [subnet-mask] [ip address or exit-interface] 명령어로 static route를 설정할 수 있다.

  • network-address : 목적지 network의 네트워크 주소
  • subnet-mask : 목적지 네트워크의 서브넷 마스크
  • ip-address : 목적지 네트워크로 패킷을 전송하기 위해 사용해야 할 이웃 라우터(next hop)의 인터페이스 ip address
  • exit-interface : 목적지 네트워크로 패킷을 전송하기 위해 사용해야 할 이 라우터의 출력 인터페이스

ex) Router1(config)#ip route 203.230.9.0 255.255.255.0 203.230.8.2 or ip route 203.230.9.0 255.255.255.0 s0/2/0

Stub Network일 경우, 목적지 network와 subnet mask를 0.0.0.0(wildcard mask)로 설정한다.

ex) Router1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 203.230.10.1

❓
Stub Network? : 다른 네트워크와 연결된 하나의 네트워크로, 외부 네트워크와의 연결이 단일 경로로만 이루어지는 네트워크를 의미합니다. 즉, 스터브 네트워크는 다른 네트워크로 나가는 유일한 경로를 통해 통신하며, 그 경로 외에는 외부와의 직접적인 연결이 없습니다.

Dynamic routing

Dynamic routing(동적 라우팅)은 대규모 네트워크에 사용하며 라우터 간의 변경된 네트워크에 대한 정보를 자동으로 교환하여 라우팅 한다. 또한 Routing table을 자동으로 작성하여 관리자의 초기 설정만 필요하다. 다만 Static Routing 보다 메모리를 많이 차지한다는 단점이 있다.

Distance Vector : RIP

Hop count를 라우팅 메트릭으로 사용하여 소스 네트워크와 대상 네트워크 간의 최상의 경로를 찾는 동적 라우팅 프로토콜이다. AD 값이 120이고 OSI 모델의 네트워크 계층에서 작동하는 거리 벡터 라우팅 프로토콜이다. 단지 이웃 라우터가 주는 주기적인 갱신 정보에만 의존하면서, 거리,방향만 관심 갖는 라우팅 프로토콜이고 RIP는 UDP 포트 번호 520을 사용한다.

RIP라우팅 프로토콜의 특징

  • Load balancing은 Destination까지 가는데 다중 경로가 있을 경우 Router 가 이를 이용할 수 있도록 하자는 생각에서 출발했다. 이러한 경로는 RIP, EIGRP, OSPF, IGRP와 같은 동적인 라우팅 프로토콜이나 정적인 라우팅 프로토콜인 static(Default Routing 포함)을 통해 구성 할 수 있다. Load Balancing은 동일한 Cost 값을 갖는 경로(equal cost path)와 서로 다른 코스트 값을 갖는 경로(unequal cost path) 모두 고려할 수 있다.
  • 네트워크 업데이트는 주기적으로 교환한다.
  • 업데이트(라우팅 정보)는 항상 브로드캐스트한다.
  • 전체 라우팅 테이블이 업데이트로 전송된다.
  • 라우터는 이웃 라우터로부터 받은 라우팅 정보를 항상 신뢰한다.

Router(config) # router rip
(config-router) # version2

(config-router) # network {N/W IP} (라우터에 직접 연결된 네트워크 대역을 광고하는 설정이며, 네트워크 ID와 interface 번호 입력)

OSPF(Open Shortest Path First)는 벤더사 종류에 상관없이 모든 기종의 라우터에서 사용이 가능하다. RIP이나 EIGRP보다 다소 복잡한 면이 있지만, area(구역) 개념을 통해 독립적으로 구역에 따라 각각의 라우팅 환경을 세부 조정할 수 있고, VLSM을 잘 지원하므로 이를 활용한 계층화된 라우팅이 가능해 중/대규모 의 네트워크에서도 안정적으로 사용이 가능하다. 현재 제일 인기가 많은 IGP(Interior Gateway Protocol) 이다.

  • 계층적인 구조를 가지며, 이를 통해 네트워크 내 라우팅 정보의 교환으로 발생하는 트래픽 부담을 줄인다.
  • 라우팅 정보 업데이트 시 224.0.0.5와 224.0.0.6의 Multicast 주소와 89번의 포트 번호를 사용한다.
  • 224.0.0.5는 OSPF를 사용하는 모든 라우터용으로 사용된다.
  • 224.0.0.6은 DR(Designated Router)와 BDR에게 사용된다.
  • 네트워크 내에서 변경사항 발생시 즉시 해당 내용을 알리며, 변경 사항이 없더라도 주기적으로 매 30분마다 상대방과 라우팅 정보를 서로 교환한다.
  • Area(영역) 개념을 사용하기 때문에 전체 네트워크를 작게 나눌 수 있다. 단, 이때 Area-id가 0인 중추신경계 역할을 하는 백본(Backbone) 영역이 반드시 존재해야 하며 모든 백본이 아닌 Area는 이 백본 영역과 직간접적인 방식으로 연결되어야 한다.
  • VLSM을 확실하게 지원하는 Classless 라우팅 프로토콜이다. 따라서 기존의 한정된 IP(v4) 자원의 사용 효율성을 높이며 라우팅 정보 요약(summarization)을 지원하므로 여러 개의 통합 가능한 라우팅 정보를 하나로 묶어 보다 간편하게 처리할 수도 있다.
  • RIP(~15hop까지 가능)과 다르게 홉 카운트에 제한이 없다.
  • OSPF는 Metric값으로 단순히 hop카운트가 아닌 복합적인 요인을 사용하므로 경로 설정이 더 정확하다.

EIGRP(Enhanced IGRP)는 그 이름에서도 알 수 있듯이 IGRP(Interiror Gateway Routing Protocol)의 기능을 향상시킨 보다 발전된 라우팅 프로토콜로, IGRP는 Cisco IOS 12.2 이상부터는 지원이 중단되어 현재 12.4 또는 15 버전대의 IOS를 사용하는 실제 네트워크 특성상 IGRP는 사실상 단종된 프로토콜이다. 다만 EIGRP는 Cisco사 전용 프로토콜이다.

  • Distance-Vector 기반이나, Link-State 방식도 동시에 사용하는 Hybrid형 라우팅 알고리즘이다.
  • Classless의 속성을 가진다. 이는 예전의 IGRP 방식으로는 지원하지 못하던 내용이었다.
  • 기본적으로 자동 요약(automatic summarization)을 사용하며, Process-ID로 AS(Autonomous System) 번호를 사용한다. AS번호는 같은 관리를 받는 라우터들의 집합 번호이며, 한 라우터에 다수의 AS를 가진 별도의 EIGRP가 동작할 수 있다.
  • EIGRP는 RTP(Reliable Transport Protocol)을 사용한다. 이는 기존의 Best-effort(최선을 다하지만 전송에 있어 신뢰성을 보증할 수는 없음) 기반의 기존 네트워크에서 신뢰성을 보증해준다. EIGRP는 관련 정보를 보낼 때, 송신 측은 수신측으로부터 내용을 잘 받았다는 응답 신호인 ACK(Acknowledgement)를 요구한다.
  • Hop Count기반의 거리가 아닌, 대역폭과 지연, 신뢰성 등 여러 지표를 기반으로 최적 경로를 산출하며, 최적 경로가 이용 불가능해질 경우 대체 경로를 찾아가며, 빠른 수렴(Fast convergence)을 이끌어낸다.
  • RIP은 Holddown timer를 이용하지만, EIGRP는 DUAL을 기반으로 한 경로 계산을 통해 루프를 방지한다.
  • 지원하는 최대 Hop Count는 224이다.