

컴퓨터 네트워크 간 데이터 패킷을 전송하는 네트워크 장치
패킷의 위치를 추출하여 최적의 경로를 지정
이 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치로 전달
서로 다른 네트워크를 연결하고 브로드캐스트 도메인을 나눔
라우팅 프로토콜에 따라 라우팅 테이블 작성
목적지까지 전송을 책임지지 않고 목적지 경로상의 다음 라우터에게 패킷 전달
만약 목적지 IP 주소가 라우팅 테이블에 없으면 패킷을 버림
LAN 구간 인터페이스: 이더넷(10 Mbps), Fast 이더넷(100 Mbps), Gigabit 이더넷(1000 Mbps)
WAN 구간 인터페이스: Serial
Serial Communication을 위한 Cable 종류
관리용 인터페이스: Console Port, Auxiliary Port
시스코가 개발하고 유지 보수하는 네트워크 장비용 특수 운영 체제
네트워크 통신 장비의 핵심 소프트웨어
네트워크의 데이터 전송 및 경로 결정, 보안 기능, 데이터 관리 등 여러 중요한 기능 담당
CLI를 통해 사용자와 상호 작용하며, 네트워크 관리자가 다양한 네트워크 프로토콜과 서비스 설정 및 관리
특정 요구와 환경에 맞춰 설계된 여러 버전 존재
RAM
NVRAM
Flash Memory
ROM
휘발성 메모리: 전원이 꺼지면 모든 데이터 소실
운영 중인 IOS의 실행 코드, 라우팅 테이블, ARP 캐시, 패킷 버퍼 등을 저장
라우터가 부팅되고 운영되는 동안 필요한 데이터를 신속하게 읽고 쓰는 데 사용
비휘발성 메모리: 전원이 꺼져도 데이터 유지
Running-config: RAM에 올라가 있는 설정내용
Startup-config: NVRAM에 저장된 설정내용
비휘발성 메모리: 전원이 꺼져도 데이터 유지
IOS 이미지 파일과 부팅할 때 로드되는 운영 체제 파일 저장
설정 파일만 저장하는 NVRAM보다 메모리 용량이 큼
라우터에 새로운 기능이 추가되면 라우터 자체를 교환하는 것이 아닌 IOS를 업그레이드
비휘발성 메모리: 전원이 꺼져도 데이터 유지
부팅 시 사용되는 POST(Power-On Self Test)와 부트스트랩 프로그램 저장
라우터의 가장 기본적인 내용 저장
IOS를 로드할 수 없을 때 사용하는 제한된 기능의 ROMMON(ROM Monitor) 모드 제공
복구용 Mini IOS 저장
NVRAM에 저장된 Router 설정 파일이 없는 경우 자동으로 실행되는 모드
대화형 방식으로 IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이 등의 네트워크 설정을 단계별로 질문
라우터의 가장 기본적인 모드로, 장치에 로그인하면 기본적으로 진입하는 모드
관리자가 아닌 사용자 모드이기 때문에 사용자에 맞게 끔 명령어 제한
제한된 명령어를 사용해 간단한 확인 및 점검 가능
설정 변경 불가
사용자 모드에서 "enable" 명령어를 통해 진입
상세한 확인 및 점검 가능
설정 변경 불가
"disable" 명령어 사용으로 사용자 모드로 나갈 수 있음
라우터의 전반적인 설정을 변경할 수 있는 모드
관리자 모드에서 "configure terminal" 명령어를 통해 진입 가능
관리자 모드로 나오고 싶을 경우 "exit", "end" 명령어 및 "Crtl + z" 사용
인터페이스를 비활성화하는 명령어
라우터는 기본적으로 인터페이스를 비활성화 상태로 설정
인터페이스를 활성화하려면 "no shutdown" 명령어 사용
스위치는 기본적으로 인터페이스를 활성화 상태로 설정
특정 네트워크 인터페이스의 설정을 변경할 수 있는 모드
전역 설정 모드에서 인터페이스를 지정하여 진입
각 인터페이스의 IP 주소 설정, 상태 변경 등을 설정 가능
라우팅 프로토콜을 설정할 수 있는 모드
글로벌 설정 모드에서 특정 라우팅 프로토콜을 지정하여 진입
라우팅 프로토콜의 동작 설정 가능
라우팅 프로토콜에서 자동으로 경로 요약을 수행하는 기능
특정 네트워크 경로를 더 큰 네트워크 범위로 요약
라우팅 테이블의 크기를 줄이고 네트워크 효율성을 높임
네트워크 설정
Auto-summary 활성
현대 네트워크는 CIDR과 같은 Classless 네트워크 환경임
세밀한 경로 정보를 유지하기 위해 "no auto-summary"를 사용하는 것이 일반적
패킷을 수신했을 때 최적의 경로를 찾아서 전송
패킷을 포워딩 할 때 라우팅 테이블을 확인하고 전송
경로가 여러 개일 경우 최적의 경로만을 라우팅 테이블에 올리고 나머지 경로들은 데이터베이스에 저장
목적지 네트워크로 가는 경로를 알아내기 위해 사용하는 프로토콜
기본적으로 자신과 연결된 네트워크의 정보만을 라우팅 테이블에 가지고 있음
라우팅 프로토콜을 사용해서 직접 연결되지 않은 네트워크의 정보를 라우팅 테이블에 추가
라우팅 프로토콜이 설정되지 않으면 자신과 직접 연결된 주소만 라우팅 테이블에 표시
각 라우터는 서로의 주소를 알아야 통신 가능
라우팅 프로토콜의 신뢰성을 나타내는 값
여러 동일한 목적지에 대한 경로 정보를 받을 때, 가장 신뢰할 수 있는 경로를 선택하기 위해 사용
값이 낮을수록 해당 경로를 신뢰

수동으로 라우팅 테이블에 경로 정보를 입력하여 라우터 간의 경로를 설정하는 방식
미리 설정된 경로를 따라 패킷을 전송하면 되기 때문에 라우터 자체에 부담이 없음
장점
단점
설정된 라우팅 프로토콜 알고리즘이 최적의 경로를 찾아 라우팅 테이블 등록
같은 라우팅 프로토콜이 설정된 라우터가 서로의 네트워크 정보를 교환하면서 업데이트 진행
장점
단점
Distance Vector 라우팅 프로토콜
Link-State 라우팅 프로토콜
Metric: Hop Count
AD: 120
최대 홉 카운트(Max Hop Count) 15로 제한
기본적으로 보안 기능이 부족
네트워크의 규모가 커질수록 효율성이 떨어질 수 있음
토폴로지 변화와 상관없이 무조건 30초마다 인접 라우터에게 라우팅 테이블 내용 전체를 전송

RIP Version 1
RIP Version 2

show ip protocols
show ip route
show ip route rip
show running-config | include router rip
Metric: Cost
AD: 110
클래스 없는 네트워크 사용(VLSM, CIDR 사용 가능)
라우터 간에 주기적인 링크 상태 정보 교환을 수행하여 네트워크 변화에 대응
정보 전송 시 멀티캐스트 사용
링크 상태 데이터베이스를 사용하여 네트워크의 전체 지도를 만들고 최적의 경로를 계산

다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 기반으로 한 최단 경로 계산 방식
각 라우터가 네트워크의 전체 토폴로지 정보를 가지고 있음
링크 상태 데이터베이스(LSDB)를 기반으로 목적지까지의 최적 경로를 계산
경로 계산 과정
1. 링크 상태 정보를 수집하여 토폴로지 데이터베이스 구축
2. 자신을 루트로 하는 최단 경로 트리(SPT) 계산
3. 최적의 경로를 라우팅 테이블에 저장


IP 주소의 네트워크 부분과 호스트 부분을 구분하는 마스크
서브넷 마스크의 반대값으로, 0은 일치, 1은 일치하지 않음을 나타냄
서브넷 마스크
와일드 카드 마스크
OSPF 라우팅 프로토콜에서 사용하는 논리적 영역
네트워크를 여러 개의 영역으로 나누어 관리
라우터 간의 정보 교환을 제한하여 네트워크의 확장성을 높이고, 라우팅 테이블의 크기 감소
네트워크 내의 변화가 발생할 때 해당 영역만 신속하게 업데이트
네트워크를 논리적으로 구분함으로 관리 용이
백본(Backbone) 영역과 다른 영역으로 구성
백본 영역을 통해 통신
Backbone Area
Standard Area
Stub Area
Not-So-Stubby Area(NSSA)
IR(Intra-Area Route): 같은 영역 내의 라우팅 정보
BR(Backbone Route): 백본 영역의 라우팅 정보
ABR(Area Border Router): 두 개 이상의 OSPF 영역을 연결하는 라우터
ASBR(Autonomous System Boundary Router): OSPF 영역과 다른 라우팅 프로토콜을 연결하는 라우터
여러 경로가 동일한 목적지로 이어질 때, 같은 비용을 가진 여러 경로로 분산시키는 라우팅 기법
여러 경로들을 통해 트래픽을 분산시켜 네트워크 성능 향상 및 대역폭 최적화
대규모 네트워크에서 병목 현상을 완화하고 트래픽을 효율적으로 처리
동일한 라우팅 프로토콜을 사용해야함

네트워크의 고가용성을 보장하기 위해 설계된 프로토콜
여러 라우터가 하나의 가상 IP 주소를 공유하여 기본 라우터에 장애가 발생하더라도 네트워크 연결 유지
IETF 표준으로 정의되어 있으며, 다양한 벤더의 장비에서 사용 가능

허브와 달리 데이터 충돌이 발생하지 않음
MAC 주소 테이블을 보고 목적지에만 프레임 전송
스위치가 각 포트를 독립적인 충돌 도메인으로 관리
한 번에 여러 통신을 동시에 처리
연결된 장치들의 MAC 주소를 MAC 주소 테이블에 저장
테이블은 스위치가 프레임을 더 빠르고 효율적으로 전달
스위치는 처음 부팅할 때 네트워크 관련 정보가 없음
이 상태에서 패킷이 들어오면 스위치는 허브와 같이 모든 포트로 패킷을 전송
이를 플러딩이라고 함
스위치는 LAN에서 동작하므로, 자신이 정보를 가지고 있지 않더라도 어딘가에 장비가 있을 수 있다고 가정하고 이와 같은 작업을 수행

패킷이 특정 포트에 들어오면 스위치는 패킷의 출발지 MAC 주소와 포트번호를 MAC 주소 테이블에 기록
출발지 MAC 주소 정보만 사용하므로, 브로드캐스트나 멀티캐스트에 대한 MAC 주소는 학습 불가

패킷이 스위치에 들어온 경우,
스위치는 도착지 MAC 주소를 확인하고 자신이 갖고 있는 MAC 주소 테이블과 비교
매치되는 정보가 있으면 해당 포트로 패킷을 전달하고, 다른 포트로는 패킷을 보내지 않음
포워딩과 필터링 기능을 통해 스위치는 패킷을 효율적으로 목적지로만 전달하도록 동작

네트워크에서 발생할 수 있는 루프 현상을 방지하기 위한 프로토콜
루프 현상: 데이터 패킷이 무한히 순환하는 현상
루프 현상을 방지하기 위해,
네트워크 내의 스위치들 사이에서 정보를 교환하며 가장 효율적인 통신 경로를 생성함
이 때 생성되는 통신 경로는 트리구조를 띄게 되며, 이를 "스패닝 트리"라고 함

물리적인 네트워크 환경 내에서 논리적으로 분리된 네트워크를 만드는 기술
동일한 물리적 네트워크 장비를 사용하면서도 서로 다른 논리적 네트워크 세그먼트를 구성
네트워크 트래픽 관리 및 보안 강화
스위치 내에서 설정되며, 각 VLAN에 속한 장치들은 서로 다른 VLAN에 속한 장치들과 통신 제한

하나의 포트가 하나의 VLAN에 속하는 경우
자신이 속한 VLAN 네트워크 프레임만 전송 가능


하나의 포트에 여러 개의 VLAN 프레임 전송 가능
다수의 VLAN이 존재할 경우 너무 많은 링크 필요
트렁크 프로토콜을 사용하여 VLAN ID를 태그하고 전송
VLAN ID를 통해 어느 VLAN에 속하는지 식별
IEEE 802.1Q: 트렁크에 대한 표준 프로토콜


show vlan
show interface FastEthernet0/1 switchport
show running-config interface FastEthernet0/1
여러 개의 물리적 링크를 단일 논리적 링크로 결합하여 대역폭을 증가시키고 중복성을 제공하는 기술
여러 물리적 링크를 결합하여 하나의 논리적 링크로 사용함으로써 대역폭 증가
네트워크 성능을 높이고 단일 링크 장애로 인한 네트워크 오류 예방
시스코가 개발한 Link Aggregation을 EtherChannel이라 함
여러 네트워크 링크를 하나의 논리적 링크로 묶어 Link Aggregation을 관리하는 프로토콜
IEEE 802.3ad 표준 프로토콜
여러 물리적 링크를 하나의 논리적 링크로 묶는 과정에서 링크의 상태를 모니터링하고 제어하는 기능 제공나의 논리적 링크로 묶는 과정에서 링크의 상태를 모니터링하고 제어하는 기능 제공



R1의 RIP을 설정해준 모습이다.
다른 Router들도 설정해주면 된다.

R1의 경우 show run했을 때 위와 같이 뜨면 정상이다.

show ip rip database 명령을 하면,
rip database 정보를 확인할 수 있다.
약 30초 마다 시간이 초기화된다.

show ip protocol 명령을 하면,
현재의 라우팅 프로토콜을 확인할 수 있고
180초가 지나면 hold down한다는 것을 확인할 수 있으며
4분 뒤에 flush시키는 것을 확인할 수 있다.
trigger 기능은 RIP v2에서 사용할 수 있다.
암호가 들어있는 주머니가 Key-chain이다.
네트워크 정보를 auto summarization하는 것이
Automatic network summarization이다.

R2의 show ip route 명령 실행 화면이다.

케이블 하나를 끊어보았다.

192.168.1.0 네트워크가 라우팅테이블에도 없고
연결도 끊겨있는 것을 확인할 수 있다.

ISP를 만들어주고,
설정을 마저 해주었다.
Dynamic Routing에서는 RIP에 default 정보를 담아 보내면 된다.
하지만 출구인 R1에는 static으로 설정해주어야한다.

Gateway가 not set이 아닌것을 확인할 수 있다.

Rip 설정에서 default-information originate 명령을 실행하면
Rip을 통해 default 정보를 담아 보낼 수 있다.

R*이 생긴 것을 확인할 수 있다.
(Rip을 통한 default)

밑에 있는 Quiz 3번의 네트워크들을 구축했다.

PC7과 PC0 간의 통신이 잘 이루어지는 것을 확인할 수 있다.

ospf는 위와 같이 명령해주면된다.
area 0은 백본망이다.
구성을 마친 뒤 rip과 ospf 모두가 올라와있는 걸 확인할 수 있었다.
ad값이 ospf가 더 낮기 때문에 ospf로 동작하게 된다.
ex)
major network: 192.168.10.0/25
network id (24bit): 같은 네트워크에서 동일한 부분
host id (8bit): 같은 네트워크 내에서 서로 다른 부분 = ip 개수 = 서브넷의 크기
ip 주소 내역: 192.169.10.0~192.168.10.255
강의장이 2개 alpha, beta
alpha: 192.168.10.0 ~ 192.168.10.127 (host id : 128개)
beta: 192.168.10.128 ~ 192.168.10.255 (host id : 128개)
일 때, alpha의 network address: 192.168.10.0
beta의 network address: 192.168.10.128이 된다.
broadcast address는 각각의 맨 끝 주소
subnetmask를 주고받을 수 있으면,
서브넷팅된 환경이거나 VLSM 환경인 것이다.
-> Classless routing protocol(RIPv2, OSPF, IS-IS, BGP, EIGRP)
subnetmask를 주고받지 못하면, default subnetmask만 인지 가능하다.
-> Classfull routing protocol(Ripv1, IGRP, EGIRP)
1. major network 210.1.2.0/24을 서브넷 4개로 나눠보자
-210.1.2.0/26이 되어야 서브넷 4개로 나눌 수 있다.
- 첫 번째 서브넷
start-end ip address:
210.1.2.0 ~ 210.1.2.63
network address:
210.1.2.0
broadcast address:
210.1.2.63
할당가능한 주소 대역:
210.1.2.1 ~ 210.1.2.62
- 두 번째 서브넷
start-end ip address:
210.1.2.64 ~ 210.1.2.127
network address:
210.1.2.64
broadcast address:
210.1.2.127
할당가능한 주소 대역:
210.1.2.65 ~ 210.1.2.126
- 세 번째 서브넷
start-end ip address:
210.1.2.128 ~ 210.1.2.191
network address:
210.1.2.128
broadcast address:
210.1.2.191
할당가능한 주소 대역:
210.1.2.129 ~ 210.1.2.190
- 네 번째 서브넷
start-end ip address:
210.1.2.192 ~ 210.1.2.255
network address:
210.1.2.192
broadcast address:
210.1.2.255
할당가능한 주소 대역:
210.1.2.193 ~ 210.1.2.254
2. major network 34.5.6.0/24
network id : 24 bit
host id : 8bit (0~255)
하나의 subnet의 ip개수를 30개씩 하고자 함.
몇 개의 서브넷이 나올까?
각 서브넷의 network address와 broadcast address, 할당 가능한 ip 대역을 써주세요.
- 8개
1 34.5.6.0/27 34.5.6.31 34.5.6.1 ~ 34.5.6.30
2 34.5.6.32/27 34.5.6.63 34.5.6.33 ~ 34.5.6.62
3 34.5.6.64/27 34.5.6.95 34.5.6.65 ~ 34.5.6.94
4 34.5.6.96/27 34.5.6.127 34.5.6.97 ~ 34.5.6.126
5 34.5.6.128/27 34.5.6.159 34.5.6.129 ~ 34.5.6.158
6 34.5.6.160/27 34.5.6.191 34.5.6.161 ~ 34.5.6.190
7 34.5.6.192/27 34.5.6.223 34.5.6.193 ~ 34.5.6.222
8 34.5.6.224/27 34.5.6.255 34.5.6.225 ~ 34.5.6.254
3. major network 149.11.12.0/24를 각각 크기가 다른 network에 모두 할당하고자 한다.
각 서브넷의 크기에 맞도록 서브넷팅하시오.
각 서브넷의 PC와 장비의 할당하고자하는 ip개수가 필요 개수이다.
-Network A : 필요한 ip 개수 100개
-Network B : 필요한 ip 개수 50개
-Network C : 필요한 ip 개수 30개
-Network D : 필요한 ip 개수 14개
-Network E : 필요한 ip 개수 6개 (라우터와 라우터 사이 네트워크)
-Network F : 필요한 ip 개수 2개 (라우터와 라우터 사이 네트워크)
-Network G : 필요한 ip 개수 2개 (라우터와 라우터 사이 네트워크)
-나머지 ip 주소 대역(network address, prefix나 subnetmask도 기록)
Network A
적절한 서브넷 크기: 128개
네트워크 주소: 149.11.12.0
브로드캐스트 주소: 149.11.12.127
서브넷 마스크: 255.255.255.128
prefix: /25
Network B
적절한 서브넷 크기: 64개
네트워크 주소: 149.11.12.128
브로드캐스트 주소: 149.11.12.191
서브넷 마스크: 255.255.255.192
prefix: /26
Network C
적절한 서브넷 크기: 32개
네트워크 주소: 149.11.12.192
브로드캐스트 주소: 149.11.12.223
서브넷 마스크: 255.255.255.224
prefix: /27
Network D
적절한 서브넷 크기: 16개
네트워크 주소: 149.11.12.224
브로드캐스트 주소: 149.11.12.239
서브넷 마스크: 255.255.255.240
prefix: /28
Network E
적절한 서브넷 크기: 8개
네트워크 주소: 149.11.12.240
브로드캐스트 주소: 149.11.12.247
서브넷 마스크: 255.255.255.248
prefix: /29
Network F
적절한 서브넷 크기: 4개 (255.255.255.252)
네트워크 주소: 149.11.12.248
브로드캐스트 주소: 149.11.12.251
서브넷 마스크: 255.255.255.252
prefix: /30
Network G
적절한 서브넷 크기: 4개 (255.255.255.252)
네트워크 주소: 149.11.12.252
브로드캐스트 주소: 149.11.12.255
서브넷 마스크: 255.255.255.252
prefix: /30
