[CCNA] Routing Fundamentals | Day 11

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Free CCNA 200-301 | Complete Course 2023

 

라우터가 패킷을 수신하면 이를 올바른 대상으로 전달하고 전송하는 것이 라우터의 임무다.

 

• Routing
  • 라우팅은 IP 패킷이 목적지에 도달하기 위해 네트워크를 거쳐야 하는 경로를 결정하기 위한 프로세스다.
  • 스위치는 알려진 MAC 주소와 함께 MAC 주소 테이블을 유지하고
  • 라우터는 알려진 모든 대상에 대한 경로를 라우팅 테이블에 저장한다.
  • 라우터는 패킷을 수신하면 라우팅 테이블을 확인하여 해당 패킷을 전달할 최적의 경로를 찾는다.
• 라우터가 경로를 학습하는 데 사용하는 라우팅 방법이 2가지 있다.
  • 동적(Dynamic) 라우팅: 라우터들이 OSPF와 같은 동적 라우팅 프로토콜을 사용해 자동적으로 서로 라우팅 정보를 공유하고 라우팅 테이블을 구축하는 방식이다.
  • 정적(Static) 라우팅: 네트워크 엔지니어나 관리자가 라우터에서 경로를 수동으로 구성한다.
• 경로
  • 경로는 패킷을 대상 X로 보내려면 패킷을 다음 홉인 Y로 전송해야 함을 라우터에게 알려준다. 그리고 "다음 홉"은 대상으로 가는 경로에 있는 다음 라우터를 의미한다.
  • 목적지가 라우터에 직접 연결된 경우, 패킷을 목적지로 직접 보낸다.
  • 목적지가 라우터 자체 IP 주소인 경우 패킷을 전달하지 않고 직접 수신한다.

 

 

4개의 라우터가 연결되어 있으며, 이는 WAN을 나타낸다.

4개의 라우터는 각각 다른 도시 또는 다른 나라에 있을 수 있다.

그리고 R1과 R4에는 LAN이 연결되어 있다.

 

먼저, 라우터의 라우팅 테이블에 자동으로 추가되는 두 가지 유형의 경로를 보자.

그 후에 PC1과 PC4가 네트워크를 통해 서로 통신하도록 라우터에 고정 경로를 구성해보자.

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R1 설정

Routing Table

 

라우터의 라우팅 테이블을 표시하는 명령어는 show ip route 이다.

 

Codes 부분에는 라우터가 경로를 학습하는 데 사용할 수 있는 다양한 프로토콜과 라우팅 테이블에서 이를 나타내는 코드가 나열되어 있다. 그 중 파랗게 표시된 L - Local은 라우터 인터페이스에 구성된 실제 IP 주소에 대한 경로에 사용되며 이러한 경로에는 /32 넷마스크가 있다. 아래 경로를 보면 파란색으로 강조한 L로 표시된 경로가 3개 있다. R1의 인터페이스마다 하나씩 있다. 그 다음에는 연결됨을 의미하는 C 코드가 있다. 이는 인터페이스가 연결된 네트워크에 대한 경로다. (인터페이스에 구성된 실제 넷마스크를 사용). 아래 출력에는 C 코드가 포함된 세 가지 경로도 있다. 따라서 아직 R1에 경로를 구성하지 않았더라도 이미 6개의 경로가 있다.

 

인터페이스에서 IP 주소를 구성하고 no shutdown 명령을 사용하여 활성화하면, 인터페이스당 2개의 경로가 자동으로 라우팅 테이블에 추가된다. 연결된 경로와 local 경로다. 이는 동적 라우팅도 정적 라우팅도 아니다. 자동으로 추가되는 것이다.

 

 

Connected route는 인터페이스가 연결된 네트워크에 대한 경로다. R1 G0/2의 IP는 192.168.1.1/24 이다. 빨간색은 네트워크 부분이고, 파란색은 호스트 부분이다. 네트워크 주소는 192.168.1.0/24 가 된다. 이는 해당 네트워크의 모든 호스트에 대한 경로를 제공한다 (ex. 192.168.1.10, 192.168.1.100, 192.168.1.232 ). 따라서 R1은 알고 있다. 해당 네트워크의 호스트에 패킷을 보내야 한다면 G0/2에서 보내야 한다는 것을.

 

Local route는 인터페이스에 구성된 정확한 IP주소에 대한 경로다./32 넷마스크는 인터페이스의 정확한 IP주소를 지정하는 데 사용된다./32는 32bit가 모두 고정되어, 변경할 수 없음을 의미한다. 따라서 R1의 G0/2가 192.168.1.1/24로 구성되어 있어도 local route는 단일 주소만 지정하는 192.168.1.1/32 이다. 예를 들어 192.168.1.2는 포함되지 않는다. 따라서 이 경로를 통해 R1은 "내가 이 IP주소에 대한 패킷을 받으면, 그 메세지는 나를 위한 것이다."라는 것을 알고 있다.

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이제 경로 선택을 살펴보겠다.

 

R1이 목적지가 192.168.1.1인 패킷을 받았다고 가정해보자.

이 패킷은 connected route(192.168.1.0/24)에 일치하며,

local route(192.168.1.1/32)에도 일치한다.

 

그렇다면 R1은 1.1로 향하는 패킷에 대해 어떤 경로를 사용할까?

▶ 가장 구체적으로 일치하는 경로를 선택한다.

 

192.168.1.0/24 에 대한 경로에는 192.168.1.0 부터 192.168.1.255 까지 서로 다른 IP주소가 포함되어 있다.

반면 1.1/32로의 경로에는 IP주소 192.168.1.1 한개만 포함된다. /24 경로보다 구체적이다.

따라서 R1이 192.168.1.1로 향하는 패킷을 수신하면 1.1/32 로의 경로를 선택한다.

 

R1은 G0/2에서 패킷을 전달하는 대신 자체적으로 패킷을 수신한다. 이것이 Local route의 목적이다. 그들은 라우터에게 패킷을 보관하고, 전달하지 말라고 지시한다. 이는 R1이 패킷의 캡슐화를 해제하고 내부 내용을 확인한다는 의미다. 내용이 R1 자체로 전달되기 때문이다.

 

Most specific matching route = the matching route with the longest prefix length.

 

위 식의 양변이 모두 중요하다.

경로는 패킷의 목적지와 일치해야 하며,

일치하는 모든 경로 중에서 prefix 길이가 가장 길어야 한다.

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이제 show ip route 명령을 보자.

 

맨 위에는 192.168.1.0/24가 가변적으로 서브넷되어 있으며, 2개의 서브넷, 2개의 마스크라고 나와있다. 무슨 뜻일까?

이는 라우팅 테이블에 192.168.1.0/24 클래스 C 네트워크에 맞는 서브넷에 대해 두 개의 경로가 있고, 서로 다른 두 서브넷마스크(/24, /32)가 있다는 뜻이다.

 

나머지 두 파란줄도 동일한 의미를 갖는다.

경로를 의미하는 것이 아니니, 혼동하지 말자.

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경로 선택 연습을 해보자.

연습 1

목적지가 192.168.1.1 인 패킷을 R1이 수신한다.

라우팅 테이블을 보면 이 패킷에 대해 어떤 경로를 선택할까? 패킷은 어떻게 될까?

 

라우팅 테이블에서 가장 구체적으로 일치하는 경로를 찾아야 한다.

R1이 라우팅 테이블을 확인할 때 Local route인 192.168.1.1/32가 가장 구체적으로 일치하는 것을 알게 된다.

이는 local route이므로 R1이 자체적으로 패킷을 수신한다.

 

연습 2

목적지가 192.168.13.3 인 패킷을 R1이 수신한다.

라우팅 테이블을 보면 이 패킷에 대해 어떤 경로를 선택할까? 패킷은 어떻게 될까?

 

가장 구체적으로 일치하는 경로는 Connected route인 192.168.13.0/24 이다.

이는 연결된 경로이므로 R1은 G0/0 인터페이스에 연결된 대상으로 패킷을 보낸다.

 

연습 3

목적지가 192.168.1.244 인 패킷을 R1이 수신한다.

가장 구체적으로 일치하는 경로는 Connected route인 192.168.1.0/24 이다.

이는 연결된 경로이므로 R1은 G0/2 인터페이스에 연결된 대상으로 패킷을 보낸다.

 

연습 4

목적지가 192.168.12.1 인 패킷을 R1이 수신한다.

가장 구체적으로 일치하는 경로는 Local route인 192.168.12.1/32 이다.

따라서 R1은 스스로 패킷을 수신하게 된다.

 

연습 5

목적지가 192.168.4.10 인 패킷이 R1에 들어온다.

라우팅 테이블에 일치하는 경로가 없기 때문에 R1은 이 패킷을 삭제해야 한다.

 

목적지를 모르면 프레임을 플러딩하는 스위치와 달리라우터는 패킷을 플러딩 하지 않는다.

라우터에 패킷의 목적지까지 경로가 없으면 패킷이 삭제된다.

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정리해보자.

 

라우터는 자신이 알고 있는 목적지에 대한 정보를 라우팅 테이블에 저장한다.

라우터는 패킷을 받으면 라우팅 테이블을 확인하고 패킷을 전달할 최적의 경로를 찾는다.

 

라우팅 테이블의 각 경로는 명령한다.

네트워크 X라는 목적지에 도달하기 위해 패킷을 다음 홉 Y로 보낸다. (목적지에 도달하는 경로에 있는 다음 라우터로)

목적지가 이 라우터에 직접 연결되어 있으면(Connected route) 패킷을 목적지로 직접 보낸다.

또는 목적지가 라우터 자신의 IP인 경우(Local route) 직접 패킷을 받는다.

중요한 점은 라우팅 테이블이 라우터에 대한 지침 세트로서, 패킷을 전달하는 방법을 알려준다는 것이다.

 

인터페이스에서 IP 주소를 구성하고 인터페이스를 활성화하면 두 개의 경로가 라우팅 테이블에 자동으로 추가된다.

첫번째는 코드 C로 표시되는 Connected route다. 인터페이스에 연결된 네트워크로 가는 경로다.

▷ 인터페이스의 IP가 192.168.1.1/24라면, 경로는 192.168.1.0/24이 된다.

▷ 라우터에게 이 네트워크의 목적지로 패킷을 보내려면 경로에 지정된 인터페이스에서 패킷을 보내라고 지시한다.

두번째는 코드 L로 표시되는 Local route다. 인터페이스에 구성된 정확한 IP 주소로의 경로다.

▷ 인터페이스의 IP가 192.168.1.1/24라면, 경로는 192.168.1.1/32가 된다.

▷ 이는 라우터에게 이 대상으로 향하는 패킷이 너를 위한 것이므로 전달하는 것이 아니라 직접 수신해야 함을 알려준다.

 

패킷의 목적지 IP 주소가 경로에 지정된 네트워크의 일부인 경우, 경로는 목적지와 일치한다.

▷ 예를 들어, 192.168.1.60에 대한 패킷은 192.168.1.0/24 경로와 일치하지만 192.168.0.0/24와는 일치하지 않다.

 

라우터가 패킷을 수신했지만, 패킷의 목적지와 일치하는 경로가 없으면 패킷을 삭제한다.

▷ 이는 MAC 주소 테이블에 목적지가 없을 때 프레임을 Flood 하는 스위치와 다르다.

 

라우터가 패킷을 수신하고 패킷의 대상과 일치하는 경로가 여러 개 있는 경우

"가장 구체적인" 일치 경로를 사용하여 패킷을 전달한다.

▷  Most specific matching route = the matching route with the longest prefix length.

▷ 이는 프레임을 전달하기 위해 MAC 주소 테이블에서 정확히 일치하는 항목을 찾는 스위치와 다르다. 스위치에는 '가장 구체적인 일치' 라는 개념이 없다.