IP Routing Configuration
Routing IP Routing 은한네트워크에서다른네트워크로패킷을이동시키는과정과네트워크안의호스트에게패킷들을전달하는과정의미함. 정적라우팅 (Static Routing) 디폴트라우팅 (Default Routing) 동적라우팅 (Dynamic Routing) - Distance Vector - Link state
Static Routing 장점 라우터 CPU 상에부담이없다. 라우터들간에대역폭을낭비하는일이없다. 보안성이있다. 단점 라우터가어떻게연결되어있는지를알아야한다. 한네트워크에회선이추가될경우추가된경로를설정해야한다.
Static Routing Configuration 정적경로란네트워크관리자가수동으로직접목적지별로지정해주는경로를의미한다. 정적경로는외부네트워크와연결되는경로가하나뿐인스텁 (Stub) 네트워크에서많이사용함. Router(config)# ip route [destination_network] [subnet_mask] [next_hop_address] 1 2 3 1 목적지네트워크를지정함. 2 목적지네트워크의서브넷마스크지정. 3 목적지네트워크로가기위한넥스트홉어드레스지정.
Static Routing Example 172.20.10.0/24 172.20.30.0/24 A S0 172.20.20.1/24 172.20.20.2/24 S0 B 설정예 RouterA#config terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. RouterA(config)#ip route 172.20.30.0 255.255.255.0 172.20.20.2 설정예 RouterB#config terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. RouterB(config)#ip route 172.20.10.0 255.255.255.0 172.20.20.1
RouterA#show ip route Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, * - candidate default U - per-user static route, o - ODR Gateway of last resort is not set 172.20.0.0/24 is subnetted, 3 subnets C 172.20.20.0 is directly connected, Serial0/0 C 172.20.10.0 is directly connected, fastethernet0/0 S 172.20.30.0 [1/0] via 172.20.20.2 Router#
Default Routing 디폴트라우팅은라우팅테이블안에없는원격네트워크를수신지로패킷을인접한라우터로전송하는프로세스이다. 172.20.20.0 172.20.40.0 172.20.60.0 172.20.70.0/24 S0 S0 S0 S0 S0 S0.1.2.1.2 B.1.2 172.20.30.0 172.20.50.0
Default Routing Example 172.20.10.0/24 172.20.30.0/24 172.20.50.0/24 A S0 172.20.20.1/2 4 172.20.20.2/2 4 S0 B 172.20.40.1/24 S0 S1 172.20.40.2/24 C RouterA#config terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. RouterA(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.20.20.2 RouterB#config terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. RouterB(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.20.20.1
Dynamic Routing Configuration
Network Layer & Routing Protocol Network Layer 는시작 (Source) 에서부터목적지 (Destination) 까지 Packet 을전달 Routing protocol 은 Router 간에경로를주고받는 Protocol 1 R2 4 3 R4 7 R1 2 5 R6 SOURCE APP PRE SES TRANS NET DATA PHY R3 R1 NET DATA PHY R3 6 NET DATA PHY R5 R4 NET DATA PHY 8 R6 NET DATA PHY DESTINATION APP PRE SES TRANS NET DATA PHY
라우팅과라우팅의목적 (1) 라우팅 : 호스트까지인터네트워크를통해데이터를전송하는것 라우팅은네트워크계층, 스위칭은데이터링크계층에서이루어짐
라우팅과라우팅의목적 (2) 라우팅의목적 : 최적경로선정과패킷스위칭 라우팅테이블의생성과유지 라우팅업데이트와프로토콜의설정 네트워크 (IP) 주소의설정 라우팅매트릭의설정과유지 [ 그림 ] 최적경로의결정
라우팅과라우팅의목적 (3) 최적경로선정외에서로다른네트워크를연결해주기도함. 라우팅 (Routing) 프로토콜과라우티드 (Routed) 프로토콜 [ 그림 ] 서로다른네트워크의연결 구분 Routing Routed 프로토콜종류 RIP, IGRP, OSPF, IS IS, EIGRP, BGP IP, IPX, Appletalk, OSI, XNS, DECNET
Network Layer 에서는 packet 을목적지까지전달하기위한최상의경로를선택하여 그경로와연관된물리적인 Interface 혹은 Port 로전달한다. Packet 이전달될수있는경로를 route 혹은 path 라고한다. route 혹은 path 중에가장빠른 ( 흔히말하는최상의 ) 것을 best route 혹은 best path 라고한다. 라우터 (Router) 는 Routing 기능만을전문화하여독립시킨 H/W로내부에 routing S/W를내장하고있다. 인터넷이아닌일반네트웍, 가령전화망, X.25네트웍, ATM 네트웍등에서는라우터라는말대신교환기혹은 Switch라고한다. 라우터는 Routing 기능만을전담하는것은아니다. 최상의경로에대한정보를인접한라우터들과경로정보 (Routing Information) 를교환하고그정보를유지, 관리하는기능도가지고있다. 이러한기능을담당하는 Protocol을 Routing Information Exchange Protocol 혹은 Routing Protocol이라고한다. RIP, IGRP, OSPF, IS-IS, EIGRP, BGP Routed protocol이라는것은데이타를 encapsulation해서전달하기위한 protocol로 IP, IPX, Appletalk등이이에해당된다. IP, IPX, APPLE TALK, XNS, DECNET
경로결정영향요소.Bandwidth.Delay.Reliability.Load.MTU.Hop Count.Cost
경로결정영향요소 Bandwidth : 1.5Mbps link(t1) 보다 45Mbps link(t3) 를이용하는것이좋다. Delay : 같은거리에대해해저 cable 1.5Mbps link 의 delay 는 200msec 라면 위성 45Mbps link의 delay는 500msec가될수있다. 어느것을이용하는것이좋을까? 대역폭, 링크의혼잡도, 물리적인거리등다양한요소에의해결정 ( IPX Ticks ) Reliability : 대역도크고지연도작은 link가있는데통신도중자주끊어진다면좋은것은아니다. Load : 대역도크고지연도작고안정성도좋은데부하 (CPU사용율) 가너무크다면통신속도는느려진다. MTU : 링크에서동시에처리할수있는최대한의데이터크기 MTU 값은클수록좋다.( 이더넷, 토큰링,ATM) Hop Count : 1 개의 hop 을지날때마다지연이발생한다. 따라서 hop count 가작은것이좋다. Cost : 어떤네트워크에도달하기위한비용이나시간정도. IP Routing Protocol 들은다음과같은것을경로결정요소로이용한다 RIP : hop count IGRP : Bandwidth, Delay, Reliability, Load, MTU OSPF : Bandwidth, Cost
Dynamic Routing Protocol Dynamic Routing Protocol Distance Vector vs Link State 주기적 Update vs 변화즉시 Update Single Protocol vs Multiprotocol Interior vs Exterior Single Path vs Multi Path Cost가다른link 를동시에이용하지않음 vs 동시이용 Hierarchical vs Flat 계층적정보교환vs 계층적이지않음
Dynamic Routing Protocol Interior Gateway Protocol IP Routing Protocol 의 RIP, IGRP, EIGRP, OSPF 등이여기에해당한다. Exterior Gateway Protocol IP Routing Protocol 의 BGP 가여기에해당한다.
Routing Protocol Config Internal Gateway routing Protocol IGP EGP IGP IGP
Dynamic Routing Protocol Singlepath Routing Protocol <-> Multipath Routing Protocol 목적지로갈수있는경로a에대한cost가 100, 경로b에대한cost가 50 일경우경로b를 best path로선택하여모든트래픽을경로b만을통해전달한다. 그러나 traffic를경로a와경로b로분산하는것이좋을수도있다. 전자를 singlepath routing protocol이라고하며, 후자를 multipath routing protocol이라고한다. singlepath : RIP, OSPF, BGP multipath : IGRP, EIGRP 같은 cost에대한multipath는대부분모두지원한다. OSPF는라우터간에 Routing Information교환을위하여구조적인연결형태를갖는다. 그러나 RIP과같은경우는평면적인형태를갖는다. Flat : RIP, IGRP, EIGRP, BGP Hierarchical : OSPF
다이나믹라우팅프로토콜의종류및특성 Distance Vector Link State 인접한 Router 관점으로전체 Network 정보를얻음 인접한 Router가갖고있는Cost 와인접한 Router까지의 Cost 를더함 주기적으로정보를 Update Convergence time 이길다 각 Router가전체Network 상태를판단 자신이직접목적지까지의 Cost 를계산함 변화즉시정보를 update Convergence time 이짧다 변화된정보만을다른Router에게전달 Routing Table 을인접한 Router 에게전달
Distance Vector [ 그림 ] Distance Vector 라우팅의동작
Distance Vector Distance Vector 라우팅의문제점. 라우팅루프 : 목적지로가는트래픽을제대로전달하지못하게계속라우터사이를반복하는현상. 무제한적인홉수의증가 : 라우팅루프로인해네트워크에대한홉수가지속적으로증가하는것
Distance Vector.Distance Vector 라우팅의문제점해결책 (1) 최대홉수의지정 : 라우팅루프의문제점을줄일수는있으나근본적인해결책은아님스필트호라이즌 (Spilt horizon) : 라우팅정보를업데이트할때특정네트워크에대해업데이트를보낸라우터에게는동일한네트워크에대한업데이트를보내지않는것 [ 그림 ] 스필트호라이즌
Distance Vector.Distance Vector 라우팅의문제점해결책 (2) 포이즌리버스 : 스필트호라이즌의변형으로, 네트워크가다운되었을때 해당네트워크에대한해당경로의홉값을 16으로수정한후전송하는것
Distance Vector.Distance Vector 라우팅의문제점해결책 (3) 홀드다운타이머 : 다른라우터로부터새로운라우팅정보를받았을때 일정시간이흐른후에라우팅테이블을업데이트하는것
Distance Vector.Distance Vector 라우팅의문제점해결책 (4) 트리거업데이트 : 라우팅정보에변화가있으면즉시 업데이트를보내는것
Distance Vector.Distance Vector 라우팅의문제점해결책 (5) 복합적인해결책 : 스필트호라이즌과포이즌리버스를이용
Distance Vector Distance Vector Routing Protocol의문제점및해결책 문제점 : Routing Loop : convergence time 차이로인해발생. 해결책으로 문제점 : Counting to Infinity : routing loop이 distance (cost) 를무한히증가시킴 해결책 : distance의한계값을정함 (RIP은 16) 해결책 : Split Horizon : 자신으로부터발생한정보는되받지않음 해결책 : Poisoning Reverse : Down즉시해당네트웍에대한 distance를한계값으로설정 해결책 : Hold-Down Timers : Down이후일정시간동안동일정보에대한변경을받아들이지않음 Distance Vector Routing Protocol : RIP, IGRP, EIGRP*
Distance Vector Distance Vector Routing Protocol 은자신이도달가능한네트워크와메트릭을인접라우터에게만업데이트해주며, 네트워크전체의구성즉, 토폴로지은알지못하며인접라우터가업데이트해준내용을믿고라우팅테이블을만든다. 172.16.10.0/24 172.16.20.0/24 S0/0 S0/0 R1 R2 R1 172.16.40.0/24 172.16.50.0/24 S0/1 S0/0.1.2.1.2 R1 172.16.30.0/24 R5 R4
AD (Administrative Distance).AD 는라우터가인접라우터로부터받은라우팅정보의신뢰성을평가하는 지표로사용..AD는 0부터 255까지정수로표시정수값이낮을수록신뢰도는높다. Route Source Administrative Distance Connected Interface 0 Static Route 1 EIGRP Summary Route 5 External BGP 20 EIGRP 90 IGRP 100 OSPF 110 IS-IS 115 RIP 120 EGP 140 External EIGRP 170 Internal BGP 200 Unknown 255
RIP (Routing Information Protocol)
RIP Version RIP 은 Version 1 과 2 가있으며, RIP V1 은클래스풀라우팅프로토콜인반면 RIP V2 는클래스리스라우팅프로토콜이다.
RIP Version 1 Configuration RIP 는글로벌환경설정모드에서다음과같이하면 RIP 설정모드로들어가게된다. R1#config terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z R1(config)#router rip Network 중에서 RIP 을통해업데이트를전송하려는네트워크의메이저네트워크를다음과같이지정하면된다. R1(config-router)#network 172.16.0.0
RIP V1 의 Routing Update Address RIP V1 은 UDP 포트번호 520 번을사용하여라우팅업데이트를전송하며, 브로드캐스트주소를사용하여라우팅업데이트를보냄. R1 S0.1 Serial: 10.1.1.0/24 E0: 10.1.10.1/24 E0: 10.1.20.1/24 S0.2 R2 Routing Update : debug ip rip
Routing Table 확인 RouterA#show ip ip route Codes: C --connected, S --static, I I --IGRP, R --RIP, M --mobile, B --BGP D --EIGRP, EX --EIGRP external, O --OSPF, IA IA -OSPF inter area N1 --OSPF NSSA external type 1, 1, N2 --OSPF NSSA external type 2 E1 E1 --OSPF external type 1, 1, E2 E2 --OSPF external type 2, 2, E --EGP i i --IS-IS, L1 L1 --IS-IS level-1, L2 L2 --IS-IS level-2, * --candidate default U --per-user static route, o --ODR Gateway of of last resort is is not set 172.20.0.0/24 is is subnetted, 3 subnets C 172.20.20.0 is is directly connected, Serial0/0 C 172.20.10.0 is is directly connected, fastethernet0/0 R 172.20.30.0 [120/2] via 172.20.20.2 00:00:21, Serial0/0 1 2 3 4 5 6 7 Router# 1. 경로를설정하는데사용된라우팅프로토콜을표시. 2. 목적지네트워크를의미함. 3. Administrative Distance 값을의미함. 4. Metric 값 5. 목적지네트워크로가기위한넥스트홉 IP 주소. 6. 라우팅업데이트를받고난후경과한시간. 7. 목적지네트워크로가기위한로컬인터페이스.
I G R P IGRP는 cisco사에서개발한것이다. distance vector routing protocol Interior gateway protocol Metric factor로 bandwidth, delay, reliability, load, MTU를이용한다. 90초마다라우팅정보를전달한다. 추가적으로네트워크의변화를인지했을경우이를인접한라우터에게즉시전달해준다. 이런것을Flash Update 라고한다. 이러한특징때문에 Convergence time이 RIP보다빠르다. cisco Router에서 Administrative distance는 100이다. Routing Information 전체를전달하는 Full update 방식을사용한다. multi path Routing protocol 이다. (default : single pass routing) Class-oriented routing 만을지원한다. AS Number를필요로한다. AS가동일한라우터만 IGRP routing Information 을교환한다.
I G R P IGRP 은 100 의디폴트값을가지며,, 최대 255 의 Hop 수를가진다.. 최적경로를결정하기위한측정값으로서디폴트로 BW( 속도 ) 과 Delay ( 지연 ) 를사용함.. IGRP 는 AS (Autonomous System) 를꼭사용해야함.. IGRP 는 Cisco Router 제품에서만동작이가능함.. IGRP 는 Classful Routing Protocol 이다..
I G R P 의 METRIC MTU (Maximum Transmission Unit) 패킷을전송할수있는최대전송단위이다 BW (Bandwidth) 회선의속도를의미한다. DLY (Delay ) 시스템에도달하기까지걸리는시간을말한다 Rely (Reliability ) 인터페이스의회선신뢰도를나타낸것이다 Load 인터페이스에부하를나타내는것으로 5 분간평균치를나타낸다.
Bandwidth Setting Bandwidth = 10,000,000 /? Kbps metric factor의 bandwidth 는우리가보통알고있는 bandwidth와다르다는것에주의그러나 interface에 bandwidth를지정할때는우리가보통알고있는의미의 bandwidth를 Kbps단위로지정할것 라우터의 interface serial 에대한 default bandwidth 는 1.5Mbps 로지정되어있다. 바른 cost 계산을위해서는 bandwidth 를지정해야함 Router(config)#int s1 Router(config-if)# bandwidth 512
IGRP Routing Example IP: 172.16.10.0 IP: 172.16.30.0 IP: 172.16.50.0 S0 S1 A B C RouterA#config terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z RouterA(config)#router igrp 100 RouterA(config-router)#network 172.16.0.0 S0 S1 RouterB#config terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z RouterB(config)#router igrp 100 RouterB(config-router)#network 172.16.0.0 RouterC#config terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z RouterC(config)#router igrp 100 RouterC(config-router)#network 172.16.0.0
Link Stating Routing 모든라우터가어떻게연결되어있는지전체구조에대한정보를보유 예 : OSPF, IS-IS
Link Stating 문제점. 네트워크가다운되어즉시재가동되었을떄링크의속도차로다른라우터가네트워크에서받은라우팅업데이트정보의순서차가생겨문제가발생
링크스테이트라우팅의문제점해결책 LSP 패킷의주기적인업데이트시간을줄여네트워크구조의변화에따른업데이트정보를즉시반영하게한다. LSP 업데이트를브로드캐스트가아닌멀티캐스트그룹을구분해서보낸다. 즉, 하나의네트워크안에는특정한라우터 (DR, Designate Router) 만이 LSP 정보를주고받게만든다. 네트워크를구역 (Area) 개념에따라잘게쪼개각구역의라우터는구역내부정보만을기억하게만든다. 빠른프로세싱능력과더많은메모리의필요 충분한대역폭확보
OSPF Concepts & Configuration
OSPF OSPF (Open Shortest Path First) 는 IETF (Internet Engineering Task Force) 의 IGP (Interior Gateway Protocol) Working Group 에의해 IP network 을위해개발되었다. OSPF 는규모가크고성장하는 Network 를위해고안되었다. RIP 의한계를극복하기위해서고안되었다. OSPF 는 Link State Protocol 로서현재의버전은 OSPF version 2 이다. [RFC 2328 (1998.4), RFC 1247 (1991)] IGP (Interior Gateway Protocol) 이다. Open Architecture 로서특정 Vendor 에종속적이지않다.
OSPF Convergence 의속도는 Routing Change 가즉시 Flooding 되어각 Router 에서병렬계산되므로대단히빠르다. (Default : 5 초 ~ 46 초 ) VLSM 및 CIDR(Classless Inter-Domain Routing) 을지원한다. OSPF 는 Network 확장에한계가없다. Network 에변화가있을때만 Multicast (224.0.0.5) 로 Link State Update 를하기때문에대역폭사용이적다. OSPF 는 Bandwidth 에기초한 Cost Value 를 Path Selection Method 로사용한다. (OSPF 는 Equal-Cost Multiple Path 를지원함 ) OSPF는 Neighbor간의교환되는모든 Packet을인증하게할수있다. 인증방법으로는 Clear Text Password Authentication 및 MD5 Checksum을지원한다.
OSPF Packet Header OSPF Packet Type Type 1 Hello Packet 이다. Neighbor Relationship 을맺고유지하는데사용된다. Type 2 Type 3 Type 4 Type 5 DBD (Database Description) Topology Database 의내용에대한전체적인 Description 으로 Adjacency 가초기화될때 Router 간에교환된다. LSR (Link State Request) 는자신의 Topology Database 가 Neighbor Router 의 DBD 에표시된 LSA Sequence 번호보다오래된경우 Topology Database 에대한요청을보내는경우에사용된다. LSU (Link State Update) 는 LSR Packet 에대한응답 Packet 으로 LSA 를담고있다. 하나의 LSU 에복수의 LSA 를포함할수있다. LSA (Link State Acknowledgement) 는 LSU 에대한 AckPacket 이다.
OSPF Hello Packet D E Hello B A afadjfjorqpoeru 39547439070713 Hello 된 Entry 는 Neighboring router 간에는반드시일치해야한다. 일치하지않는경우 Adjacency 를맺을수없다. C Router ID Hello/dead intervals * Neighbors Area-ID * Router priority DR IP address BDR IP address Authentication password* Stub area flag *
OSPF Hello Packet OSPF Environment Broadcast Point-to-Point NBMA Hello Interval 10 sec 10 sec 30 sec Dead Interval 40 sec 40 sec 120 sec 인터페이스모드에서 ip ospf hello-interval, ip ospf dead-interval 명령을사용하여변경이가능하다. ( 동일한 Network 상의모든라우터에서동일하게설정하여야한다.) Router(config)#interface fastethernet 0 Router(config-if)#ip ospf hello-interval 15 Router(config-if)#ip ospf dead-interval 60
OSPF 네트워크종류 Broadcast Multiaccess Point-to-Point NBMA X.25 Frame Relay
OSPF 네트워크는반드시 AREA 0 을설정해야하며모든네트워크는 AREA 0 에연결해야한다. AREA 0 은 BackBone AREA 라한다. AREA 간을연결하는라우터는 ABR 이며, OSPF 와서로 다른라우팅프로토콜간에연결을하는라우터는 ASBR 이라한다 ASBR autonomous system boundary router ABR area border router
DR & BDR DR BDR Ethernet 등 Multi Access Broadcast Network 환경에서는 DR, BDR 을선출하여그것들을중심으로 LSA 를교환한다. Hello Packet 을사용하여 Segment 를대표하는 DR, BDR 을선출한다. 각각의 Router 는 DR, BDR 과 Adjacency 를확보한다. BDR 은 Router 들로부터 LSA 를받지만 Flooding 시키지않는다. DR 에러시에 DR 로작동한다.
Election of DR and BDR P=3 P=2 DR BDR Hello P=1 P=1 P=0 Hello Packet 은 IP Multicast (224.0.0.5) 를사용하여교환된다. Interface 의 Default OSPF Priority 는 1 이다. OSPF Priority 가동일한경우가장높은 Router ID 를갖는 Router 가 DR 로선출된다. 선정이된이후에는 OSPF 의우선순위가높은 Router 또는 Router ID 가높은 Router 가 Network 상에나타나도 DR, BDR 은바뀌지않는다. Debug ip ospf adj 명령을통해 DR/BDR Election Process 를관찰할수있다.
Exchange Process - 1 A 172.16.5.1/24 172.16.5.2/24 E0 Down State E1 B
Exchange Process - 2 A 172.16.5.1/24 172.16.5.2/24 E0 Down State E1 I am router ID 172.16.5.1 and I see no one. B Init State Router B Neighbors List 172.16.5.1/24, int E1
Exchange Process - 3 A 172.16.5.1/24 172.16.5.2/24 E0 Down State E1 I am router ID 172.16.5.1 and I see no one. B Init State I am router ID 172.16.5.2, and I see 172.16.5.1. Router B Neighbors List 172.16.5.1/24, int E1
Exchange Process - 4 A 172.16.5.1/24 172.16.5.2/24 E0 Down State E1 I am router ID 172.16.5.1 and I see no one. B Init State I am router ID 172.16.5.2, and I see 172.16.5.1. Router B Neighbors List 172.16.5.1/24, int E1 Router A Neighbors List 172.16.5.2/24, int E0 Two-Way State
OSPF Command - 1 Router(config)# Router ospf process-id Router(config-router)# Network address wildcard-mask area area-id Router# Show ip protocol OSPF 설정확인하기 Router# Show ip ospf 1 OSPF 1 설정확인하기
OSPF Command - 2 Router(config-if)# Ip ospf priority number OSPF 라우터우선순위변경하기 Router(config-if)# Ip ospf cost number OSPF 비용변경하기 Router# Show ip ospf interface e0 Interface 에 OSPF 모니터하기 Router(config-if)# Ip ospf hello-interval seconds Ip ospf dead-interval seconds OSPF 타이머설정하기
Verifying OSPF Operation-2 Router# show ip ospf Displays OSPF timers and statistics Router# show ip ospf neighbor detail Displays information about DR, BDR, and neighbors Router# show ip ospf database Displays the link-state database