Part 7 라우터?

Section 1 라우터란?

 

인터넷을 사용하기 위해서 서로 다른 네트워크간 통신하기 위해서 그리고 브로드캐스트 영역을 나눠주기 위해서 꼭 필요한게 라우터

 

지능을 가진 경로 배정기로서 라우터는 자신이 가야 할 길을 자동으로 찾아서 갈 수 있는 능력을 가진것을 말한다 즉 외부의 어떤 인터넷 사이트를 찾아가는 데이터가 있다면 라우터는 이 데이터를 목적지까지 가장 빠르고 효율적인 길을 스스로 찾아 안내해 주는 능력을 가지고 있다 

 

Section 2 라우터는 무슨 일을?

 

라우터는 두 가지 일을 하는데 그 하나가 Path Determination(경로 설정)이고, 또 하나는 Switching(스위칭)이다

 

라우터는 데이터 패킷이 목적지까지 갈 수 있는 길을 검사하고 어떤 길로 가는 것이 가장 적절한지를 결정한다 이것을 경로 설정이라고 하고 그 길이 결정되면 그 쪽으로 데이터 패킷을 스위칭해준다 이것을 스위칭이라고 한다

 

라우터가 빠른 길을 찾는 방법은 라우팅 알고리즘 즉 라우팅 프로토콜이 사용된다 그리고 라우팅 알고리즘은 이를 위해서 라우팅 테이블이라는 것을 만들어서 관리한다 즉 라우팅 테이블에는 어디로 갈려면 어떻게 가라는 지도 정보가 들어 있는 것이다 이러한 라우터의 기능을 위해 라우터는 PC처럼 CPU도 있고 메모리도 있고 인터페이스도 가지고 있다

 

## 라우터는 경로 결정과 스위칭을 하는 장비인데 가장 좋은 경로를 결정하기위해서 라우팅 알고리즘을 사용하고 그것은 라우팅 테이블을 만들어서 관리한다

 

라우터를 만지는 사람들이 자주 쓰는 말들

 

인터페이스라는 말이 있다 라우터에 나와 있는 접속 가능한 포트라고 생각하면 된다 예를 들어 Cisco 2501이란 라우터의 인터페이스는 1Ethernet(이더넷)과 2Serial(시리얼)이라고 한다 이 라우터는 3개의 접속 포트가 있다는 뜻이다

 

이더넷은 내부 네트워크와 접속시에 사용하는 인터페이스이다 즉 내부의 허브나 스위치 등과의 연결을 위한 포트인것이다 (물론 내부 네트워크가 토큰링인 경우에는 토큰링 인터페이스가 필요하지만 여기서는 일반적인 이더넷을 예로 들었음) 인터페이스 Type은 TP(RJ45)나 AUI(15핀)방식이 있다

 

TP는 10Base T 방식을 말하고 AUI는 15핀으로 된 방식이다 ( Cisco 2501은 이더넷 인터페이스의 방식이 AUI다 따라서 요즘 많이 쓰는 UTP 케이블과 연결하기 위해서는 AUI-to-TP 트랜시버가 필요하다 - 이를 MAU(Media Access Unit)라고도 한다)

 

 

 

시리얼은 WAN과의 저속을 위한 것이라고 생각하면 된다 DSU(Sigital Service Unit 또는 Data Service Unit)와의 접속을 위한 것이다 물론 FDSU, CSU등과의 연결도 마찬가지다 즉 외부 네트워크(리모트 구간)로의 연결을 위해서 사용하는 포트가 바로 시리얼 포트다 간혹 WAN 포트라고도 한다

 

또한 시리얼 포트가 있는 경우에는 Serial 포트와, DSU, FDSU, CSU 등과 연결하기 위한 케이블이 하나 필요한데 이 케이블이 바로 V.35케이블이다 라우터를 구매할때는 이 케이블까지 필요하다

 

DSU란 전용선용 모뎀으로서 속도나 방식에 따라 DSU, FDSU, CSU등으로 부르는데 모양은 다 비슷하다 색은 흰색, 회색, 검은색이다 이 장비의 한 쪽은 전용선에 연결하게 되고 다른 한쪽은 라우터에 연결하게 된다

 

 

 

요즘 나오는 라우터들은 이미 DSU/CSU 기능을 내장하고 있는 것들이 있다 이러한 라우터는 따로 DSU/CSU등을 살 필요가 없을 뿐 아니라 케이블도 절약된다 하지만 이런 DSU나 CSU는 여러 제조사의 제품이 있는데 물론 표준을 따르고 있지만 간혹 제품끼리의 호환에 문제가 있어서 둘 사이의 접속이 안되는 경우가 있다 내장하지 않는 라우터의 경우는 교체하면 되지만 내장형 라우터의 경우는 방법이 없어서 내장형의 단점이다 따라서 현재 우리나라는(2010년) 내장형 라우터를 그리 많이 사용하지 않는 추세다

 

 

 

라우터의 뒷면으로 이더넷 인터페이스와 시리얼 인터페이스가 있다는 것을 알 수 있다 

 

Section 4 라우팅 프로토콜과 라우티드 프로토콜

 

지금까지 배웠던 TCP/IP나 IPX, AppleTalk등 우리가 아는 모든 프로토콜은 라우티드 프로토콜이다 말 그대로 라우팅을 당하는 즉 라우터가 라우팅을 해주는 고객을 말한다 

 

그렇다면 라우팅 프로토콜은 자동차를 안전하고 빠르게 운전하는 운전 기사라고 볼 수 있다 즉 라우터에 살면서 라우티드 프로토콜들에게 목적지까지 가장 좋은 길을 갈 수 있게 해주는 역할을 한다

 

따라서 라우터 입장에서는 어떠한 라우팅 프로토콜을 사용하느냐에 따라서 라우터의 성능이 결정된다고 봐도 된다 물론 라우터 기기 자체의 성능도 중요하다

 

라우팅 프로토콜에는 RIP, IGRP, OSPF, EIGRP 등이 있다

 

이런 라우팅 프로토콜을 다른 말로는 라우팅 알고리즘이라고 한다 라우팅 알고리즘은 자신의 라우팅 테이블을 가지고 있으면서 자기가 찾아갈 경로에 대한 정보를 이곳에 기억해 둔다 어디가 가장 빠르고 안전한 길인지... 즉 라우팅 테이블은 라우팅 프로토콜이 가지고 있으면서 어떤 길이 가장 좋은 길인가 하고 메모해두는 이정표 같은 것이다 따라서 라우팅 테이블은 일종의 메모지라고 생각하면 되고 또 어떤 알고리즘을 사용하느냐에 따라서 라우팅 테이블의 내용은 달라지게 된다

 

라우팅 테이블에는 주로 목적지, 그리고 그 목적지까지의 거리 그리고 어떻게 가야 하는가에 대한 내용이 있다 또 라우팅 테이블은 시간이 지나면서 계속 업데이트 된다 즉 끊임없이 변한다는 말이다 새로운 길이 생길수도 있고 새로운 목적지가 추가될 수도 있기 때문이다 목적지까지의 가장 빠르고 안전한 길을 찾는 조건 역시 라우팅 프로토콜에 따라 다르다

 

## 라우티드 프로토콜은 라우터라는 자동차에 타는 승객이고 이 자동차를 운전하는 것이 바로 라우팅 프로토콜이다 그 자동차는 라우터고 이 자동차의 운전기사는 자기가 가는 목적지에 대한 이정표를 가지고 있고 이것은 라우팅 테이블이라고 한다 물론 라우팅 테이블은 운전자마다 모두 다르다

 

Section 5 스태틱 라우팅 프로토콜과 다이내믹 라우팅 프로토콜

 

스태틱은 정적인 정지된 말 그대로 정해진 그대로를 수행하는 프로토콜을 말하고 다이내믹은 변화가 가능한 프로토콜

 

스태틱은 라우터에 사람이 일일이 경로를 입력해주는것이다 가장 빠르고 좋은길을 사람이 찾는다 라우터는 입력한 그대로 데이터를 보내기만 하면 된다

 

사람이 모든 것을 생각하고 넣어주니 라우터는 판단할 일이 없고 시키는대로 하기 때문에 이정표도 많이 가지고 있을 필요도 없다 라우터 자체에는 부담이 적어져서 라우팅 하는 속도도 빨라지고 라우터의 성능이 좋아진다 물론 메모리도 적게 든다 사람이 경로를 알려주는 방식이므로 라우터들끼리 라우팅 테이블을 교환할 필요도 없다 따라서 네트워크의 대역폭을 그만큼 절약할 수 있는것이다 보안에도 강하다 왜냐하면 자신의 정보를 외부에 알릴 필요가 없기 때문이다

 

하지만... 사람이 일일이 목적지 별로 경로를 넣어줘야 하고 입력한 경로가 잘못 입력되면 큰 일이 발생한다 잘못된 경로는 계속 문제를 일으킨다 

 

하지만 다이내믹은 그때끄때 가장 좋은 길을 찾아내는 방식이다 사람이 일일이 경로를 입력할 필오도 없고 라우터가 알아서 가장 좋은 길을 찾도록 되어 있다

 

하지만 라우터에 부담을 주게 되는데 빠른길을 찾고 시간이 지날때마다 갱신해줘야 되고 이정표 역시 업데이트 해야 하고 이런 것들을 앞에서 이야기한 라우팅 프로토콜이라고 하는 것이다

 

일반적인 라우팅 환경에서는 여러 가지 상황에 자동으로 대응할 수 있는 장점이 있고 또 자동으로 가장 좋은길을 찾아가는 다이내믹을 주로 사용한다 하지만 라우팅 성능을 높이거나 라우터가 선택할 수 있는 경로가 오직 하나뿐일때는 다이내믹을 쓸 필요가 없다 

 

##라우팅 프로토콜에는 스태틱과 다이내믹이 있는데 스태틱은 라우터가 정해진 길만을 가기 때문에 부하가 적은 대신 사람이 일일이 구성을 해줘야 하고 또 일단 정해진 길에 문제가 생겨도 사람이 그 길을 다시 고쳐줄 때까지는 계속 그길로 가려고 한다 다이내믹은 라우터가 알아서 길을 찾는 장점이 있는 대신 라우터가 하는 일이 많다

 

Section 6 라우팅 테이블에 대한 이야기

 

 

 

그림의 중앙에 라우터의 라우팅 테이블이 있다 이 라우터는 목적지와 목적지를 가려면 어느 인터페이스로 가야 하는지를 자신의 라우팅 테이블에 가지고 있다 여기서 E0은 이더넷 인터페이스 0을 나타내고 S0은 시리얼 인터페이스 0번을 나타낸다 T0은 토큰링 인터페이스 0번을 나타낸다(인터페이스 번호는 0번부터 시작한다)

 

따라서 라우터가 어떤 목적지를 찾아가려고 한다면 먼저 라우팅 테이블을 본다

 

예를 들어 라우터가 150.2.0.0 네트워크에 있는 어떤 PC를 찾아가는 패킷을 받아들이게 되면 라우터는 자신의 라우팅 테이블에 150.2.0.0으로 가는 길이 나와 있는지를 먼저 확인한다 그랬더니 자기 테이블에 T0로 가라는 내용이 나와 있으니까 패킷을 토큰링쪽 인터페이스로 넘겨주게 된다 물론 진짜 라우팅 테이블은 예와 조금 다르다 이것은 단지 라우팅 테이블의 개념이다

 

즉 라우팅 테이블이란 라우터가 어떤 경로를 찾을 때 사용하는 것이고 이것은 사용하는 라우터의 프로토콜에 따라 달라지며 라우터는 항상 최적의 경로를 찾아 이것을 아투이 테이블에 유지하고 있다는 것이다

 

라우터에서 가장 중요한것은 네트워크에 대한 지도다 즉 그림에서 보는 것처럼 어떤 목적지에 가기 위해서는 어떤 경로를 이용해서 가야 된다라고 써놓은 정보다 이것이 라우팅 테이블이다

 

라우터는 전원을 켜는 그 순간부터 (라우팅 테이블에 대한 세팅이 이미 되있다는 가정) 라우팅 테이블을 만들기 시작해서 어떤 패킷이 길 안내를 요청하면 라우팅 테이블을 보고 안내한다 전원이 꺼지게 된다면? 라우터는 라우팅 테이블을 저장할까? 꺼지면 모드 지워진다

 

전원이 켜지면 다시 만들 수 있다 네트워크의 크기와 사용하는 프로토콜에 따라서 만드는 속도는 달라진다

 

Section 7 AS 그리고 내부용과 외부용 라우팅 프로토콜

 

AS(Autonomous System)이란 하나의 네트워크 관리자에 의해서 관리되는 라우터들의 집단이라고 생각하면 된다 또 어떤 의미로는 하나의 관리 규정 아래서 운용되는 라우터의 집단 또는 하나의 관리 전략으로 구성된 라우터 집단 등으로 쉽게 말하면 한 회사나 기업, 또는 단체의 라우터 집단이라고 생각하면 된다

 

 

 

라우터들을 다시 AS라는 그룹으로 묶어주는 이유는 라우터가 가지는 정보를 효율적으로 관리하고 인터넷 서비스를 좀더 간편하게 하기 위해서다 즉 AS안에 있는 라우터들은 자신의 AS에 속해있는 라우터에 대한(자신들 내부의 네트워크 정보) 정보만 알고 있으면 된다 그러다가 외부 즉 AS 밖으로 나갈때는 그 AS에 있는 문지기 라우터(ASBR - Autonomous System Boundary Router)에게 정보를 물어봐서 밖으로(인터넷) 나가는 것이다

 

문지기 라우터는 자신의 AS와 인접해 있는 다른 AS에 대한 정보를 가지고 있으면서 자기 AS에서 밖으로 나가는 라우터나 외부 AS에 자기 AS쪽으로 들어오는 라우터에게 정보를 제공하는 역할을 한다

 

이런 시스템때문에 라우터들은 인터넷에 접속하더라도 전 세계의 모든 네트워크에 대한 정보를 다 가지고 있을 필요가 없고 단지 자신이 속한 AS에 대한 정보만 가지면 된다

 

이때 라우터가 AS 내부에서 사용하는 라우팅 프로토콜을 Interior Routing Protocol(IRP)또는 Interior Gateway Protocol(IGP)라고 하고 AS간에 즉 AS 외부에서 서로 라우팅 정보를 주고 받기 위해서 라우터가 사용하는 프로토콜을 Exterior Routing Protocol(ERP) 또는 Exterior Gatewya Protocol(EGP)라고 한다

 

만약 본사와 지사 간에 라우터를 설치해야 할 경우 RIP나 OSPF 등 IGP를 사용하고 본사의 라우터가 인터넷 서비스업체와 연결을 해서 인터넷을 사용해야겠다고 생각할 경우에는 BGP와 같은 EGP를 사용한다(EGP보다 거의 BGP를 사용하는 추세다)

 

 

 

구름으로 보이는 것이 하나의 AS다 즉 AS안에서는 IRP 즉 내부용 라우팅 프로토콜이 사용되고 AS나 AS간의 통신에서 라우터는 BGP등과 같은 ERP 즉 외부용 라우팅 프로토콜이 사용된다

 

Section 8 라우터 구성의 시작

 

라우터에 명령어를 입력하는 방법은 대략 5가지로 요약된다

 

- 콘솔 케이블을 이용하는 것 라우터를 구매하게 되면 대부분은 그 안에 콘솔 케이블이 있는데 이 케이블을 콘솔 포트에 연결하고 나머지 한쪽은 컴퓨터의 시리얼 포트에 연결하게 되면 콘솔 연결이 된다 콘솔을 이용한 방식은 가장 일반적인 방법이지만 라우터에 직접 PC를 들고가서 콘솔 케이블을 연결해줘야하는 불편함이 있어서 맨 처음 구성의 경우나 고장의 경우에만 사용한다 이것의 장점은 가장 강력한 세팅방법이라는 것이다 라우터와 통신이 끊어져도 콘솔은 라우터에 접근이 가능하다

 

- AUX(Auxiliary) 포트라는 것이 있는데 이 포트에는 모뎀을 연결할 수 있게 되어 있다 여기에 모뎀을 연결해 놓으면 원격지에서도 모뎀을 통해 라우터에 명령어를 입력할 수 있다 이렇게 모뎀을 이용한 라우터 구성은 기존의 네트워크에 문제가 발생해서 텔넷으로는 라우터에 접근이 불가능하고 또 콘솔을 연결해서 구성을 하기에는 너무 먼 곳에 있을때 사용한다 물론 라우터에는 모뎀에 대한 세팅이 되어 있어야 하고 이 방법은 문제 발생시를 대비하는 것이기에 일반적 방법은 아니다

 

- Telnet을 이용한 라우터 구성이다 대부분의 라우터를 관리할 때  가장 많이 사용하는 방법이다 이 방법은 라우터의 IP 주소만 알고 있고 네트워크에 접속만 되어 있다면 어디에서도 구성이 가능하다는 장점이 있는 반면, 라우터의 맨 처음 구성시에는 어짜피 IP 주소조차도 없기 때문에 텔넷 사용이 불가능하다는 단점과 네트워크 연결이 끊어질 경우 텔넷 접속이 불가능하다는 단점이 있다

 

- NMS(네트워크 관리 시스템)에 의한 라우터의 구성 방법은 라우터 구성 방법 중에서는 가장 쉽다 NMS 구성 자체는 좀 어렵지만 일단 구성된 NMS에서 라우터를 세팅한다고 가정한다면 지금까지의 방법과는 달리 GUI방식이라 훨씬 쉽다

 

- TFPT 서버로 라우터를 구성하는 방법 앞의 네 가지 방법은 직접 명령을 라우터에 세팅할 수 있는데 TFTP 서버에 의한 방식은 서버에서 직접 라우터로 세팅을 해주는 방식은 아니다 TFTP 서버에 저장해두었다가 라우터로 다운로드해주는 방식을 말한다 단순형 파일 전송 프로토콜이라고 한다

 

## 라우터를 구성하는 방법은 다섯가지가 있는데 라우터로 구성할 때 쓰는 콘솔 케이블을 통한 구성, 원격지에서 모뎀을 이용한 구성, IP주소가 세팅된 다음에 네트워크를 통해서 접속하는 텔넷을 이용한 구성, NMS가 세팅된 곳에서 사용하는 NMS를 이용한 구성, 미리 구성된 파일을 저장했다가 나중에 라우터로 다운로드하는 TFTP 서버를 이용한 구성이 있다.

 

Section 9 라우터의 중요한 몇 가지 모드

 

 

 

Section 10 라우터 안에는 어떤 것들이 있나?

 

 

 

 

 

RAM에는 라우터를 운용하는 운용시스템이 올라간다 전원이 들어와야 RAM위로 기동된다 모든 라우터들은 고유의 운영체제를 가지고 있는데 시스코의 경우 IOS를 사용한다

 

어떤 용도로 라우터를 쓰는가에 따라 여러 가지 운영체제 중 하나를 골라서 사용하는데 이 운영체제 역시 유료라서 모든 기능이 많다고 좋은것이 아니다 기능이 많을수록 더 비싸고 램을 많이 차지하게 되므로 자신에게 맞는 OS를 골라야 한다

 

또 구성 파일이 있는데 라우터의 주소는 어떤지 라우팅 프로토콜은 무엇을? 보안은 어떻게? 구성 모드에서 만들었던 라우터의 구성 파일이 램에 올라가서 실제 라우터를 움직이게 되는 것이다

 

RAM의 구성들을 백업하는것이 NVRAM으로서 전원이 꺼져도 정보가 사라지지 않는다 백업의 대상으로는 라우팅 테이블은 X, 라우터의 구성파일은 백업이 된다 

 

플래쉬에는 IOS가 저장이 되는데 라우터에 따라서 플래시 메모리를 교체하거나 확장할 수도 있다 NVRAM과 다른 점은 용량이 더 크다는 점이다 플래시 메모리에 저장되어 있던 IOS는 전원이 켜지면서 램으로 올라가고 전원이 꺼지면 다시 플래시 메모리에 저장된다

 

 

 

이제 최신형 라우터인 ISR G2라는것이 나왔는데 요즘에 필요한 기능들인 보안, 무선 ,VoIP등의 기능들이 포함되어 있다 

 

 

 

플래시 메모리 슬롯 AUxiliary 포트 콘솔 포트 1Gbps포트 등이 있다

 

Section 15 스태틱 라우팅을 알면 디폴트 라우팅을 알게 된다

 

디폴트 라우트란 경로를 찾아가지 못한 모든 네트워크들은 모두 이곳으로 가라고 미리 정해놓은 길이다 즉 여러 가지 라우팅 프로토콜에 의해서 길을 다 찾은 다음에 그래도 못 찾은 네트워크가 있다면 이곳으로 집결시키는 것이다

 

이 DR은 많은 라우터에서 사용하고 먼저 인터넷을 사용하는 라우터가 사용한다 가장 많이 사용하는 인터페이스 쪽으로 디폴트 라우트를 잡아 놓으면 다른 경로에서 해당 네트워크를 못 찾을 때는 무조건 인터넷 쪽 인터페이스로 가보게 된다

 

Stub 네트워크에 있는 라우터다(스텁 네트워크에 있는 라우터는 갈 수 있는 경로가 하나밖에 없으니까 그 하나의 길만 디폴트 라우터로 만들어 놓으면 계속 그 길로만 다니게 된다 즉 전에 배운 스태틱 라우팅은 그냥 특정 목적지를 가기 위한 구성이지만 디폴트 라우팅은 특정 목적지를 정하지 않고 그냥 모든 목적지가 모두 디폴트로 지정한 곳으로 간다는 것에 차이가 있다