이 게시물은 후니의 쉽게 쓴 CISCO 네트워킹 4판을 공부한 내용을 바탕으로 작성됨.
라우터가 뭘까?
여기까지 왔으면 드디어 라우터를 배울 차례이다. 네트워크 관리자가 가장 자주 다루는 장비가 바로 라우터이다. 라우터는 네트워크 간 통신을 가능하게 해주며, Broadcast domain을 나눠주는 장비로 네트워크 업계에서 종사한다면 가장 많이 다루게 되는 장비이다.
라우터는 기본적으로 데이터를 목적지까지 효율적으로 전달하기 위한 길을 안내해주는 역할을 한다. 라우터가 자동으로 이런 기능을 수행하는 것은 아니다. 네트워크 관리자가 직접 라우터에 설정을 해줘야 효율적인 길을 찾을 수 있다.
IPX, DECENT, AppleTalk등 여러 라우팅 프로토콜이 존재하지만 여기서는 IP 라우팅을 위주로 살펴본다. 또한 전 세계 인터넷의 80% 이상을 차지하는 시스코 라우터로 한정한다.
라우터의 역할
- Path Determination (경로 결정)
- Switching
Path Determination - 먼저 라우터는 OSI 3계층 (네트워크 계층) 장비인데, 3계층의 데이터 단위는 '패킷'이다. 라우터는 데이터 패킷이 목적지에 도달하는 경로를 검사하고, 어느 길이 가장 효율적인지 결정하는데 이것을 'Path Determination' 이라고 한다.
Switching - 경로가 결정되면 그 경로로 데이터 패킷을 스위칭해준다. (전달, 넘겨준다는 의미이다. switch와는 관련 없다.)
이러한 나름의 기능을 수행하기 위해 라우터는 PC처럼 CPU, 메모리, 인터페이스를 갖고 있다. 지능형 장비다.
라우터의 생김새
라우터의 가격은 몇십 만 원부터 몇억 원짜리까지 성능에 따라 가격이 매우 다양하다.
PC방이나 작은 사무실에서는 Cisco 2500 등의 저가형 라우터를 사용하는데 (오래된 모델이라 이미 단종되었다.) ISP (Internet service provider) 등 규모가 큰 업체에서는 훨씬 더 큰 라우터를 사용한다.
라우터의 전면부에는 전원 램프, 상태 표시 램프, 링크 표시 램프가 있고 뒤쪽은 케이블을 직접 연결하는 구멍이 있다. 라우터를 구매할 때는 라우터 본체 뿐만 아니라 콘솔 케이블, 라우터와 DSU (전용선 모뎀)을 연결해주는 케이블을 반드시 구비해야 한다.
또 라우터는 이미 구성이 완료되어있는 단독형과, 껍데기만 산 후에 모듈을 꽂아서 추가할 수 있는 모듈형이 있는데 네트워크가 차후에 확장될 가능성이 있는 경우에는 모듈형이 적합하고, PC방 같이 컴퓨터를 더 추가할 일이 없는 경우에는 단독형이 적합하다.
라우터의 가격은 성능, 인터페이스 숫자, 지원 기능에 따라 달라진다. 또한 SW / HW 부분으로 나누어 생각할 수 있는데, 시스코에서는 라우터에 들어가는 SW를 IOS (Internetwork Operating System) 이라고 부른다. 이 SW는 어떤 라우팅 프로토콜을 지원할 것이며 어떤 보안 기능, 어떤 편리성을 제공할 것인지 등 라우터의 운용에 대한 내용을 담고있다. 따라서 IOS의 성능에 따라 가격이 달라진다.
2500 보다 상위버전인 Cisco ISR 4000 Router이다. ISR는 Intergrated Services Router의 약자로 라우터에 여러가지 기능을 추가했다는 의미이다. 네트워크에서 꼭 필요한 보안, 음성지원, 무선 그리고 서버 기능까지 갖추고 있기 때문에 라우터 자체의 서버기능을 이용하여 회사에 필요한 가상의 기능을 만들 수도 있다. 중소규모의 지사에서는 이 라우터 하나만으로 모든 걸 해결할 수 있다는 것이다.
Cisco Network Convergence System 6000 Series Router이다. 시스코사에서 나오는 라우터 중 가장 큰 라우터이다. 슬롯당 최고 2테라바이트의 엄청난 속도를 낼 수 있으며 NCS 6000을 16개까지 이어 붙여서 한 대의 라우터처럼 사용할 수도 있다. 이렇게 이어붙이는 구성을 '멀티샤시 구성'이라고 하는데, 이 경우 최대 256테라바이트 속도를 낼 수 있다.
이처럼 고성능의 코어라우터는 안정성 역시 중요한데, 데이터가 끊김없이 전송될 수 있도록 다양한 장애 대비책도 이미 보유하고있다.
라우터 인터페이스?
라우터 인터페이스란 라우터의 포트(구멍)을 의미한다.
위 라우터를 자세히 보면 첫 번째에 AUI 포트, 그리고 두 세 번째에 Serial 포트가 있는 것을 확인할 수 있다. 이 라우터는 3개의 인터페이스를 가지고 있으며, 1개의 Ethernet, 2개의 Serial을 가지고 있다고 말할 수 있다.
- Ethernet - 내부 네트워크와 접속할 때 사용하는 인터페이스. 라우터가 네트워크 내부의 허브, 스위치 등과 연결하기 위한 포트이다. 인터페이스 Type은 TP(RJ45), AUI(15핀) 방식이 있다. TP는 10 Base T 방식을 말하며, AUI는 15핀으로 된 방식이다. Cisco 2501은 AUI ethernet 인터페이스를 사용하기 때문에 UTP와 연결하기 위해서는 AUI-to-TP 트랜시버가 필요하다.
- Serial - WAN과의 접속을 위해 사용한다. 다시 말해 DSU(Digital Service Unit), FDSU, CSU와의 접속을 위해 사용한다. 외부 네트워크와 연결할 때 사용하는 포트가 바로 Serial 포트이다. WAN 포트라고도 한다.
DSU는 '컴퓨터 등 데이터 장비의 비트열 신호를 장거리 전송에 맞게 변환 전송하는 장비 (정보통신용어기술해설)'이다. 최근에는 DSU/CSU를 내장하고 있는 라우터들도 있는데, 이것들은 DSU/CSU를 따로 사지 않아도 되어 물리적으로 편리하지만 간혹 제품끼리의 호환문제가 발생하는 경우 DSU/CSU만 따로 교체할 수 없기 때문에 내장형은 많이 사용되고 있지는 않다.
라우티드 프로토콜, 라우팅 프로토콜
- 라우티드 프로토콜 (Routed Protocol) - 라우팅 당하는 프로토콜이다. 즉 라우터가 라우팅을 제공해주는 고객을 의미하며 TCP/IP, IPX, AppleTalk 등 알고있는 거의 모든 프로토콜이 여기에 속한다. 쉽게 생각하면 TCP/IP는 고객이며 라우터라는 자동차를 타고 네트워크 안에서 이동하는 것이다.
- 라우팅 프로토콜 (Routing Protocol) - 자동차를 운전하는 운전기사이다. 라우터 안에 존재하면서 라우티드 프로토콜들에게 목적지까지 가장 효율적인 길을 안내해주는 역할을 한다.
- RIP (Routing Information Protocol)
- IGRP (Iterior Gateway Routing Protocol)
- OSPF (Open Shortest Path First)
- EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)
많은 라우팅 프로토콜들이 있지만 핵심적인 4개만 적어보았다.
라우팅 프로토콜을 '라우팅 알고리즘'이라고도 한다. 같은 말이다. 라우팅 알고리즘 (프로토콜)은 라우팅 테이블을 가지고 있는데, 경로에 대한 정보를 이 테이블에 저장해두고 어느 경로가 가장 빠르고 효율적인 길인지 파악한다.
따라서 라우팅 테이블은 일종의 메모리이며 알고리즘마다 서로 다른 방식으로 내용을 기록할 것이다. 라우팅 테이블에는 주로 목적지, 목적지까지의 거리, 가는 방법 등에 대한 정보가 담긴다.
스태틱(Static) / 다이나믹(Dynamic) 라우팅 프로토콜
Static은 한 번 정해놓으면 반드시 그대로 수행하는 프로토콜이고, Dynamic은 상황에 맞춰 변화가 가능한 프로토콜이다.
더 쉽게 설명하면 Static은 닝겐이 직접 설정해주는 것이고, Dynamic은 라우팅 프로토콜이 알잘딱 최적경로를 찾는 것이다.
Static Routing Protocol
- 장점 - 라우터가 하는 일은 그냥 정해준대로 데이터를 넘기는 것 뿐이므로 라우팅 속도가 빠르며 성능이 좋아진다. 테이블도 많이 가지고 있을 필요가 없어 메모리가 적게 든다. 라우터끼리 테이블을 교환할 필요도 없어 대역폭을 절약할 수 있다. 외부에 자신의 정보를 알리지 않기 때문에 보안에 강하다.
- 단점 - 사람이 라우터에 하나하나 목적지별로 경로를 넣어줘야 해 너무 귀찮다(!!!). 그리고 애초에 사람이 입력한 경로가 최적이 아닐 가능성도 있다. 이때 사람이 다시 그 경로를 고쳐주기 전까지는 잘못된 경로로 계속 가게된다.
Dynamic Routing Protocol
- 장점 - 사람이 경로 입력해 줄 필요가 없다. 알아서 최적 경로를 찾는다.
- 단점 - 라우터가 할 일이 많아졌다. 라우팅 프로토콜을 이용하여 최적 경로를 계산해야 하며 시간이 지날 때마다 이정표를 계속 업데이트 해야 한다. 일반적인 라우팅 프로토콜들 (RIP, IGRP, OSPF, EIGRP 등은 Dynamic이다.)
여러 상황에 대해 자동으로 대응하며 사람이 할 일을 덜어주는 Dynamic이 주로 채택된다. 하지만 라우팅 성능을 높이고 싶거나 라우터가 선택할 수 있는 경로가 오직 하나인 경우에는 Static을 사용하는 게 훨씬 경제적이다.
라우팅 테이블, AS
위는 간단한 라우팅 테이블의 예시이다. 라우터에서 10.1.2.0 network와 연결하기 위해서는 Ethernet interface E0로 가는 것이 가장 빠른 경로라는 것을 알려준다. 라우터는 전원이 켜진 순간부터 라우팅 프로토콜을 이용하여 라우팅 테이블을 작성한다. 그 이후 어떤 패킷이 입력되면 그 패킷의 목적지에 도달할 수 있는 가장 빠른(효율적인) 경로를 알려준다.
라우팅 테이블은 라우터의 전원이 끄면 모두 지워진다. 하지만 전원을 켜서 다시 작성하면 되니까 문제 없다. 라우팅 테이블을 다시 작성하는 데는 네트워크 크기에 따라 수 초~ 수 분이 걸릴 수 있다.
AS (Autonomous System)
- 하나의 네트워크에 의해 관리되는 라우터들의 집단
- = 하나의 관리 규정 아래서 운용되는 라우터들의 집단
- = 한 회사나 한 기업, 또는 한 단체의 라우터 집단
- 예를 들어 KT와 같은 ISP는 엄청나게 많은 라우터를 가지고 있을텐데, KT가 가지고 있는 라우터 그룹이 하나의 AS가 된다.
- = 서로 다른 ISP의 라우터는 서로 다른 AS에 속한다.
- 한 그룹의 라우터들을 AS라는 하나의 큰 집단으로 묶는 이유는 라우터를 효율적으로 관리하기 위함이다.
- AS 내 라우터들은 자신의 AS에 있는 라우터들에 대한 정보만 알고있으면 된다.
- AS 밖으로 나갈때는 ASBR (Autonomous System Boundary Router)라는 문지기 라우터를 통해 밖으로 나간다.
ASBR (Autonomous System Boundary Router)
- 자신의 AS와 인접한 AS에 대한 정보를 가지고 있다.
- 자신의 AS에서 밖으로 나가는 라우터나 외부 AS에서 자신의 AS로 들어오는 라우터에게 정보를 제공한다.
- 따라서 라우터들은 자신이 속한 AS에 대한 정보만 알고있으면 된다.
라우터가 AS 내부에서 사용하는 라우팅 프로토콜을 Interior Routing Protocol 또는 Interior Gateway Protocol (IGP)이라 하고, AS 외부에서 AS끼리 라우팅 정보를 주고받기 위해 사용하는 라우팅 프로토콜을 Exterior Routing Protocol 또는 Exterior Gateway Protocol (EGP)라고 한다.
- Interior Routing Protocol - RIP, IGRP, EIGRP, OSPF 등
- Exterior Routing Protocol - EGP, BGP 등
라우터의 중요 모드
라우터의 몇 가지 중요한 모드에 대해서 알아보자. 앞으로 계속 나올 핵심 개념이므로 꼭 숙지해야 함.
- RXBOOT 모드 - 평소에는 사용할 일이 잘 없지만 이 모드는 라우터의 password를 모르는 경우나 라우터의 이미지 파일(IOS)에 문제가 생겼을 경우에 복구를 위해 사용한다. : 문제 발생시 복구용으로 만들어 놓은 모드이다. RXBOOT 모드 혹은 ROMMON (롬몬) 모드라고도 하는데, ROMMON은 ROM Monitor mode의 줄임말이다.
- Set up 모드 - 라우터를 처음 구매하여 부팅한 경우나 라우터에 구성 파일이 없는 경우 (아무런 config도 되어있지 않음) 자동으로 들어가는 모드이다. 라우터는 구성 설정에 대한 요구를 하게되고, 사용자가 이에 대응하며 구성 파일을 만들어 나간다. = 장비 맨 처음 시작하면 yes/no 하면서 이것저것 물어보는 바로 그 단계이다.
패킷 트레이서에 라우터를 깔아놓고 CLI에 들어가면 위 같은 초기상태를 볼 수 있다. 여기서 Router> 에서 '>'가 '유저 모드'를 의미한다. User mode에서는 주로 핑(Ping)이나 트레이서를 해보는 등의 테스트를 할 수 있다. 라우터의 구성 파일을 본다거나 구성 자체를 변경하는 작업은 불가능하다.
즉 User mode는 라우터를 관리하는 운영자가 아닌 일반 user의 입장에서 라우터를 사용하는 것이다. 일반 유저가 라우터의 구성을 변경하는 것은 불가능하다.
User mode에서 enable (혹은 en)을 입력하면 '>'가 '#'로 바뀌게 된다. '#'는 Privileged mode를 의미하며, 라우터의 구성을 바꿀 수 있는 운영자 모드이다. 다시 user mode로 돌아가고 싶으면 disable을 입력하면 된다.
Privileged mode에서 config terminal (혹은 conf t)를 입력하면 구성모드(config mode)로 진입하게 된다. 이 모드는 구성 파일을 변경하는 경우에 사용하는 모드이므로 반드시 Privileged mode인 경우에만 구성모드로 들어갈 수 있다.
구성모드에서 자주 사용되는 유용한 키가 하나 있다. 바로 Tab!
en + Tab = enable
sh + Tab = show
run + Tab = running-config
줄임 명령어를 입력하고 Tab을 누르면 풀네임을 자동으로 써준다.
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