병훈's Blog

[CCNA] The Life of a Packet | Day 12

thdqudgns — Sat, 25 May 2024 11:38:00 +0900

https://www.youtube.com/playlist?list=PLxbwE86jKRgMpuZuLBivzlM8s2Dk5lXBQ

Free CCNA 200-301 | Complete Course 2023

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이번에는 패킷을 원격 목적지로 전송하는 과정을 다룰 것이다.

여기에는 ARP, 캡슐화, 캡슐화 해제 등이 포함된다.

이번에 다룰 네트워크 토폴로지다.

PC와 라우터에 MAC 주소 추가, 스위치의 MAC 주소는 이번에 생략함

PC1은 일부 데이터를 PC4로 보내고, 이 IP 헤더에 캡슐화하려고 한다.

Src와 Dst가 다른 네트워크에 있음을 확인하고, 기본 게이트웨이인 R1에 패킷을 보내야 한다는 것을 알게 된다.

그러나 이 예시에서 PC1은 아직 트래픽을 전송하지 않았으므로, 주소확인 프로토콜인 ARP를 사용해야 한다.

기본 게이트웨이인 R1의 MAC 주소를 알기 위함이다.

ARP 요청

PC1은 ARP 요청을 만든다.

소스 IP는 자신의 주소이고, 목적 IP는 PC1에 구성된 기본 게이트웨이인 R1의 G0/2 인터페이스다.

MAC 주소는 목적지 주소가 Src보다 앞에 온다.

그 이유는 IPv4 헤더에서는 소스 IP 주소가 먼저 오지만 이더넷 헤더에서는 목적지 MAC 주소가 먼저 오기 때문이다.

목적지 MAC 주소는 R1의 MAC 주소를 모르기 때문에 브로드캐스트로 설정하고, 소스 MAC은 자신의 MAC 주소다.

따라서 SW1은 프레임을 수신한 인터페이스를 제외한 모든 인터페이스로 브로드캐스트 프레임을 보낸다.

이때 SW1의 G0/1로 들어온 MAC 주소를 학습한다.

ARP 응답

ARP 요청 메세지가 브로드캐스트 되었지만, R1은 ARP 요청 메세지에서 PC1의 IP 및 MAC 주소를 학습했기 때문에 ARP 응답은 PC1에 직접 유니캐스트로 전송될 수 있다.

이제 PC1은 기본 게이트웨이의 MAC 주소를 알고 있으므로 이 이더넷 헤더로 캡슐화 한다.

원본 패킷은 변경되지 않으며, 목적지 IP 주소는 PC4의 IP 주소로 유지된다.

L2에서만 목적지가 R1의 MAC 주소로 설정된다.

그래서 프레임을 R1으로 보낸다.

R1은 이 프레임을 수신하고 이더넷 헤더를 제거한다.

그리고 라우팅 테이블에서 목적지를 조회한다.

가장 구체적으로 일치하는 항목은 192.168.4.0/24 네트워크에 대한 항목이다. 다음 홉 192.168.12.2를 지정한다.

따라서 R1은 이 패킷을 192.168.12.2에 대한 적절한 MAC 주소가 있는 이더넷 프레임으로 캡슐화해야 한다.

그러나 R1은 아직 R2의 MAC 주소를 모른다. 또 ARP를 사용한다.

소스 IP는 R1이 되고, 목적지 IP는 R2가 된다.

아직 R2의 MAC 주소를 모르기에 요청을 보낼 때 MAC 주소는 브로드캐스트 주소다.

이렇게 ARP 요청을 보내고, R2는 이를 수신한다.

R2는 브로드캐스트를 수신하고, 목적지 IP가 자신의 IP와 일치하므로 이 ARP 응답을 R1에게 보낸다.

다시 한 번 말하지만, ARP 요청을 통해 R1의 IP와 MAC 주소를 학습했기 때문에 유니캐스트로 응답한다.

이제 R1은 R2의 MAC 주소를 알고 있으므로 패킷을 이더넷 헤더로 캡슐화하여

목적지 필드에 R2의 MAC 주소를 삽입하고, 소스 필드에 R1의 G0/0 인터페이스 MAC 주소를 삽입하여 R2로 보낸다.

프레임을 수신한 후 R2는 이더넷 헤더를 제거한다.

그 후 R2는 라우팅 테이블에서 목적 IP를 조회하고 가장 구체적으로 일치하는 주소를 찾는다.

그 항목은 192.168.4.0/24에 대한 것이며 다음 홉은 192.168.24.4 이다.

192.168.4.0/24는 R2에 연결된 네트워크이지만, R4의 MAC 주소를 모른다.

R2는 ARP를 사용하여 R4의 MAC 주소를 검색한다.

소스 IP는 R2이 되고, 목적지 IP는 R4가 된다.

목적지 MAC 주소는 브로드캐스트 주소다.

이렇게 ARP 요청을 보내고, R4는 이를 수신한다.

R4는 브로드캐스트를 수신하고, 목적지 IP가 자신의 IP와 일치하므로 이 ARP 응답을 R2에게 보낸다.

ARP 요청을 통해 R2의 IP와 MAC 주소를 학습했기 때문에 유니캐스트로 응답한다.

이제 R2는 R4의 MAC 주소를 알고 있으므로

R4의 G0/1 인터페이스인 eeee의 목적 MAC 주소와

R2의 G0/1 인터페이스인 dddd의 소스 MAC 주소를 사용하여

이더넷 헤더로 PC1의 패킷을 캡슐화한다.

R4는 프레임을 수신하고 이더넷 헤더를 제거한다.

라우팅 테이블에서 192.168.4.1을 찾고, 가장 구체적으로 일치하는 항목은

G0/2 인터페이스를 통해 직접 연결된 192.168.4.0/24에 대한 항목이다.

그러나 R4는 PC4의 MAC 주소를 모르기에 ARP 요청-응답을 해야 한다.

소스 IP는 R4가 되고, 목적지 IP는 PC4가 된다.

목적지 MAC 주소는 브로드캐스트 주소다.

이렇게 ARP 요청을 보내고, PC4는 이를 수신한다.

SW4는 이 이더넷 프레임의 소스 MAC 주소 필드에서 G0/0 인터페이스로 들어오는 R4의 MAC 주소를 학습한다.

PC4는 프레임을 수신한 후 목적 IP를 확인한다. 자신의 IP 주소이므로 ARP 응답을 보낸다.

목적지 IP와 MAC 주소를 알고 있으므로 유니캐스트로 응답을 보낸다.

SW4는 이 이더넷 프레임의 소스 MAC 주소 필드에서 G0/1 인터페이스로 들어오는 PC4의 MAC 주소를 학습한다.

이제 R4는 PC4의 MAC 주소를 알고 있으므로

G0/2 인터페이스의 자체 MAC 주소를 소스로 사용하고, PC4의 MAC 주소를 목적지로 사용하여

패킷에 이더넷 헤더를 추가한다.

R4는 프레임을 PC4로 보내고 마침내 목적지에 도달했다.

전체 과정을 살펴보면

이더넷 프레임은 MAC 주소를 새로 알게 될 때마다 변했다.

그러나 원본 패킷은 한 번도 변하지 않았다. 항상 Src IP: 192.168.1.1 이고 Dst IP: 192.168.4.1 이었다.

또한 스위치가 어떤 시점에서도 프레임을 변경하지 않았다.

스위치는 프레임을 전달하고 MAC 주소를 학습했지만

실제로 패킷을 캡슐화 해제한 다음 새 이더넷 헤더로 캡슐화하지 않았다.

반대의 상황으로, PC4가 PC1으로 패킷을 보내는 상황을 보자.

패킷을 PC4 - SW4 - R4 - R2 - R1 - SW1 - PC1의 경로를 따라서 보낼 때에는

위 장치들은 이미 ARP 프로세스를 거쳤으므로 똑같은 ARP 요청-응답이 필요하지 않다.

패킷은 단순히 장치에서 장치로 전달되고, 캡슐화 해제 된 다음 다시 캡슐화 되며 각 라우터에 전달된다.

[CCNA] Routing Fundamentals | Day 11 (2)

thdqudgns — Tue, 21 May 2024 20:54:37 +0900

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R2 라우터로 접속하여 G0/0, G0/1 인터페이스의 IP 설정을 한다.

그리고 no shutdown 하여 활성화 한다.

그러면 자동으로 라우팅 테이블에 Connected Route와 Local Route가 설정된다.

R2는 연결된 네트워크에서 자체 IP 주소와 대상에 도달하는 방법을 알고 있지만

원격 네트워크의 대상에 도달하는 방법은 모른다.

'원격' 네트워크란 R2에 직접 연결되지 않은 네트워크를 의미한다.

그래서 R2는 해당 네트워크의 자체 IP 주소를 포함하여

192.168.12.0/24 및 192.168.24.0/24 네트워크의 대상에 도달하는 방법을 알고 있다.

하지만 이 토폴로지의 다른 네트워크에 연결하는 방법은 모른다.

R2가 이러한 다른 네트워크의 호스트로 향하는 패킷을 수신하면

해당 패킷을 삭제해야 한다. R2는 이를 어디로 보내야 할지 모른다.

R3 라우터도 마찬가지다.

192.168.13.0/24 및 192.168.34.0/24,

192.168.13.3/32 및 192.168.34.3/32

네트워크의 대상에 도달하는 방법을 알고 있다.

하지만

192.168.1.0/24,

192.168.4.0/24,

192.168.12.0/24,

192.168.24.0/24

다른 네트워크에 연결하는 방법은 모른다.

R4 라우터도 마찬가지다.

따라서 이러한 모든 라우터에는 연결된 로컬 경로가 있다.

이제 PC1과 PC4가 통신할 수 있도록 구성하는 방법을 살펴보자.

색상을 이용하면 패킷이 네트워크를 통해 이동하는 방식을 설명할 때 상황을 더 쉽게 이해할 수 있다.

먼저 '기본 게이트웨이'의 개념을 살펴보자.

PC1 및 PC4와 같은 최종 호스트는 연결된 네트워크의 목적지로 직접 패킷을 보낼 수 있다.
- PC2은 192.168.1.0/24에 연결되어 있어 해당 네트워크의 다른 호스트와 직접 통신할 수 있고,
  PC4는 4.0/24에 연결되어 있어 해당 네트워크의 호스트와 직접 통신할 수 있다.
그러나 로컬 네트워크 외부의 대상으로 패킷을 보내려면 '기본 게이트웨이'로 패킷을 보내야 한다. 게이트웨이는 라우터의 옛말로 '기본 라우터'라는 뜻이다.
- 이것이 PC1과 PC4의 구성이다. Linux에서는 인터페이스 구성이 편집할 수 있는 텍스트 파일에 저장된다.
- 주소 아래에 기본 게이트웨이가 나와있다.
- 로컬 네트워크 외부의 대상으로 패킷을 보내기 위해 PC1은 R1에 패킷을 보낸다.

기본 게이트웨이 구성을 '기본 경로'라고도 한다.
- 기본적으로는 0.0.0.0/0으로 가는 경로다. 주소의 어떤 비트도 고정되지 않는다.
  0.0.0.0 부터 255.255.255.255까지의 모든 주소가 포함된다.
최종 호스트에는 일반적으로 더 구체적인 경로가 필요하지 않다.
- 그들은 단지 자신의 로컬 네트워크 외부로 패킷을 보내려면, 패킷을 본인의 기본 게이트웨이로 보내야 한다.

Layer 3에서 PC1은 패킷을 PC4로 보내려고 하므로

IP 목적지 주소는 PC4의 주소인 192.168.4.10 이다.

그러나 이 패킷을 먼저 기본 게이트웨이인 R1으로 전달해야 한다.

따라서 패킷을 프레임으로 캡슐화하고

목적지 MAC은 R1 G0/2의 MAC 주소가 된다.

그럼 R1 G0/2의 MAC 주소를 어떻게 알 수 있을까?

이를 학습하기 위해 PC1은 먼저 R1 G0/2의 IP주소인 192.168.1.1로 ARP 요청을 보낸다.

다음 챕터인 '패킷의 수명'에서 프로세스의 이 부분을 더 자세히 보여주겠다.

PC1은 해당 프레임을 기본 게이트웨이인 R1으로 보냈다.
R1이 프레임을 수신하면 이를 캡슐화 해제하고 내부 패킷을 확인한다.
그리고 가장 구체적으로 일치하는(most-specific matching) 경로에 대한 라우팅 테이블을 확인한다.
- 현재 라우팅 테이블은 C와 L 경로만 있다. 목적지 IP에 대한 정보가 없다.

R1에 일치하는 IP가 없기 때문에 패킷을 버리는 선택지 밖에 없다.
이를 전달하려면 R1에는 목적지 네트워크인 192.168.4.0/24에 대한 경로가 필요하다.
패킷을 보내려면 패킷을 다음 홉 Y로 전달해야 한다. 목적지까지의 경로에서 다음 라우터는 무엇인가?
실제로 PC1에서 PC4로의 패킷이 이동할 수 있는 경로는 두 가지가 있다.
- 1) PC1 → R1 → R3 → R4 → PC4
- 2) PC1 → R1 → R2 → R4 → PC4
여기선 R3를 사용할 것이다.
여러 경로를 다르게 사용하도록 라우터를 구성할 수 있다.
- 하나의 경로를 선택하는 대신 경로 1과 2 사이에서 로드밸런싱을 수행할 수 있다.
- 이는 일부 패킷이 경로 1을 사용하고, 다른 패킷이 경로 2를 사용함을 의미한다.
- 또는 경로 1을 기본 경로로 사용하고, 경로 2를 백업 경로로 사용할 수도 있다.

경로의 각 라우터에는 두 개의 경로: PC1의 네트워크(1.0/24)와 PC4의 네트워크(4.0/24)에 대한 경로가 필요하다.
- 이는 양방향 연결성을 보장한다.
라우터는 목적 경로에 있는 모든 네트워크에 대한 경로가 필요하지 않다는 점에 주목할 가치가 있다.
- 예를 들어 R1에는 R3와 R4를 잇는 192.168.34.0/24 에 대한 경로가 필요없다.
  단지 4.0/24로 패킷을 보내려면 패킷을 R3로 보내야 한다는 것만 알면 된다.
  그 이후에는 R3가 패킷을 처리한다.
- 마찬가지로 R4에는 R1과 R3를 잇는 192.168.13.0/24로의 경로가 필요하지 않다.
  1.0/24로 패킷을 보내려면 R3로 보내야 한다는 것만 알면 된다. 그러면 R3가 알아서 처리한다.
R1은 이미 192.168.1.0/24로 Connected Route가 있고, R4는 이미 192.168.4.0/24로의 Connected Route가 있다.
- 그러나 다른 경로로는 Static routes를 사용하여 수동으로 구성해야 한다.

라우터에서 Static 경로를 설정하는 방법은 간단하다.

# ip route ip-address netmask next-hop

따라서 R1의 4.0/24 네트워크 경로에 대한 명령은 다음과 같다.

R1(config)# ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.13.3

Static 경로를 하늘색으로 강조표시했다.

중간에 [1/0]가 의미하는 것은 경로의 [관리거리/미터법] 이다.

자세한 것은 뒤에서 알아보겠다.

이것이 R1에서 구성해야 하는 전부다.

R3는 두 개의 경로를 구성해야 한다.

R3(config)# ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.13.1

R3(config)# ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.34.4

R4는

R4(config)# ip route 192.168.1.0/24 255.255.255.0 192.168.34.3

테스트하기 위해 PC1에서 PC4로 ping을 보냈고 성공했다.

5개의 패킷이 전송되고, 5개의 패킷이 수신되었으며, 0% 패킷 손실이 발생했다.

ping이 성공하면 양방향 연결이 가능하다는 뜻이다.

PC1이 PC4에 연결할 수 있지만, PC4가 PC1에 다시 응답을 보낼 수 없다면 ping이 작동하지 않는다.

이제 PC1에서 PC4로의 패킷이 네트워크를 통해 이동하면서

다른 프레임에서 어떻게 캡슐화되고, 캡슐화 해제되고, 다시 캡슐화되는지 보자.

앞에서 본 것처럼 PC1이 PC4에 메세지를 보낼 때 3계층의 목적지는 PC4의 IP 주소다.

그러나 2계층의 목적지는 PC1의 기본 게이트웨이인 R1의 G0/2 인터페이스다.

이제 R1에는 패킷을 다음 홉인 R3에 전달하는 작업이 남아있다.

이를 위해 새 이더넷 프레임에 패킷을 캡슐화한다.

이번에는 프레임의 목적지가 다음 홉의 MAC 주소이므로 R3의 0/0 인터페이스의 MAC이다.

이제 R3에는 패킷이 있으며 이를 다음홉인 R4로 전달해야 한다.

이를 위해 새로운 이더넷 프레임에 패킷을 다시 캡슐화하고

해당 프레임의 목적지는 R4 G0/1 인터페이스의 MAC이다.
이제 R4는 패킷을 가지고 있으며 목적 네트워크에 직접 연결되어 있으므로 패킷을 PC4로 전달할 수 있다.

PC4의 MAC을 목적지로 하는 프레임에 패킷을 캡슐화함으로써 이를 수행한다.

이는 IP와 MAC이 동일한 장치에 속해있는 유일한 시간이다.

목적지 IP는 PC4의 IP이고, 목적지 MAC은 PC4의 MAC이다.

패킷의 Src 및 Dst IP가 이동 중에 변경되지 않지만

패킷이 캡슐화 해제되고 다시 캡슐화될 때마다 Src 및 Dst MAC 주소는 달라진다.

Static route를 구성할 때 다음 홉을 설정하는 대신 'exit-interface'를 구성할 수 있다.

즉, 다음 홉의 실제 IP 주소를 알려주는 대신 이 라우터가 패킷을 보내야 하는 인터페이스를 지정한다는 의미다.

R2가 PC1이 있는 192.168.1.0/24 네트워크로 패킷을 보내려면 R1으로 패킷을 보내야 한다.

R2는 R1에 도달하기 위해 어떤 인터페이스에서 패킷을 보내야 하나?

G0/0 이다. 해당 인터페이스가 R1에 연결되어 있기 때문이다.

exit-interface를 설정하는 명령어는 다음과 같다.

# ip route ip-address netmask exit-interface

# ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 g0/0

다음 홉을 지정할 수도 있다.

# ip route ip-address netmask exit-interface next-hop

R2가 PC4가 있는 192.168.4.0/24 네트워크로 패킷을 보내려면 R4로 패킷을 보내야 한다.R4에 도달하려면 어떤 인터페이스에서 패킷을 보내야 하나?R2의 G0/1 이다. 해당 인터페이스가 R4에 연결되어 있기 때문이다.

그리고 다음 홉 IP 주소는 무엇인가?

R4의 G0/0 인터페이스 IP인 192.168.24.4 이다.

# ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 g0/1 192.168.24.4

R2의 라우팅 테이블을 보자.

각 경로가 어떻게 표시되는지 확인할 수 있다.

흥미로운 점은 정적 경로의 출구 인터페이스만 지정하면, 대상 네트워크가 'directly connected'라고 나온다.

해당 네트워크는 R2에 직접 연결되어 있지 않지만, 출구 인터페이스만 구성하면 라우팅 테이블에 표시된다.

출구 인터페이스만 지정하는 정적 경로는 '프록시 ARP'라는 기능을 사용하여 작동한다.

이는 일반적으로 문제가 되지 않지만,

일반적으로 next-hop만 지정하거나 exit-interface next-hop을 모두 지정하는 데 집중한다.

어느 구성방법도 다른 구성방법보다 반드시 더 나은 것은 아니며,

선호하는 방법을 사용하면 된다.

고정 경로를 구성할 때,

다음 홉, 출구 인터페이스, 또는 둘 다를 지정할 수 있다는 것을 알아야 한다.

Default Route

기본 경로는 0.0.0.0/0 이다.
- 0.0.0.0/0는 가능한 가장 구체적인 경로다. 여기에는 가능한 모든 목적지 IP가 포함된다.
라우터에 패킷의 목적지 IP 주소와 일치하는 더 구체적인 경로가 없으면, 라우터는 기본 경로를 사용하여 패킷을 전달한다.
따라서 트래픽을 인터넷으로 전달하는 데 기본 경로가 사용되는 경우가 많다.
- 더 구체적인 경로들은 내부 회사 네트워크의 목적지로 사용된다.
- 그러나 내부 네트워크에서 외부 목적지로 향하는 트래픽은 기본 경로를 사용하여 인터넷으로 전달된다.

Gateway of last resort is not set = 아직 기본 경로가 구성되지 않았음을 의미한다.

'최후의 게이트웨이'는 '기본 게이트웨이'의 또 다른 이름이다.

R1에게 다른 모든 트래픽을 인터넷으로 보내도록 지시했다.

기본 경로를 구성하는 방법은 네트워크와 넷마스크를 모두 0으로 하면 된다.

203.0.113.2를 통한 0.0.0.0/0 정적경로임을 나타내는 S 코드 옆에는 별표가 있다.

별표는 '기본 후보' 를 의미한다고 나와있다.

이 경로가 라우터의 기본 경로가 될 후보임을 의미한다.

기본 경로에 여러 후보가 있을 수 있지만 여기서는 하나만 있고

"Gateway of last resort is ~ " 라고 나와있으므로 실제로 구성한 경로가 선택되었다.

앞으로 기본 경로를 자주 사용할 것이므로

과정 전반에 걸쳐 기본 경로에 더 익숙해질 것이다.

이번 과정에서 다룬 내용들이다.

[CCNA] Routing Fundamentals | Day 11

thdqudgns — Tue, 14 May 2024 15:37:03 +0900

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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.

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.

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.

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.

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.

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.

[CCNA] IPv4 Header | Day 10

thdqudgns — Tue, 14 May 2024 12:57:19 +0900

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이미 알고 있는 내용이다.

OSI의 상위 계층에서 아래로 내려오면서

계층마다 Header가 추가되며 캡슐화가 되고

각각을 부르는 명칭이 다르다.

4계층 위, 4계층, 3계층, 2계층을 주로 학습한다.

각 계층마다 Data, Segment, Packet, Frame이라 불리기 때문이다.

오늘은 3계층(Layer 3)의 패킷에 중점을 둘 것이다.

Header의 각 필드의 목적을 알아보자.

Version
- 길이 4 bits
- IP 버전을 식별함
- IPv4 = 4 (0100)
- IPv6 = 6 (0110)
- IPv6 헤더는 IPv4 헤더와 구조가 다르기 때문에, 이 필드의 값이 6이면 헤더의 나머지 구성도 달라진다.
IHL (Internet Header Length, 헤더 길이)
- 길이 4 bits
- IPv4 헤더의 Options 길이가 가변적이기에 IHL은 헤더의 전체 길이를 나타내기 위해 필요하다.
- 이 필드는 헤더의 길이를 4byte 단위로 지정한다. 이 필드의 값이 5이면 헤더 길이가 20bytes라는 의미다.
- 최솟값은 5(20bytes), 최댓값은 15(60bytes)다. 4비트의 최댓값이 1111 = 15 이기 때문이다.
- Options 필드의 최소 길이는 0이고 최대 길이는 40byte임을 의미한다.
DSCP (Differentiated Services Code Point, 차별화된 서비스 코드 포인트)
- 길이 6 bits
- QoS, 서비스 품질에 사용된다.
- 스트리밍 음성 및 비디오와 같이 지연에 민감한 데이터의 우선순위를 지정하는 데 사용된다.
ECN (Explicit Congestion Notificatoin, 명시적 혼잡 알림)
- 길이 2 bits
- 패킷 삭제 없이 네트워크 정체에 대한 End-to-End 알림을 제공
- 그러나 알림을 제공하기 위해 두 End Point와 기본 네트워크 인프라가 모두 필요한 선택적 필드다.
Total Length
- 길이 16 bits
- L3 헤더와 L4 세그먼트를 모두 포함하는 패킷의 전체 길이를 나타냄
- IPv4 헤더 자체의 길이만 나타내는 IHL 필드와 다르다.
- 1byte 단위로 길이를 나타낸다. 이 필드의 값이 20이면 20byte를 의미한다.
- 이 필드의 최솟값은 20이다. 캡슐화된 데이터가 없는 IPv4 헤더와 같다.
- 최댓값은 65,535다. 16bit의 최댓값이며 모두 1로 설정된다.
Identificatoin
- 길이 16 bits
- 패킷이 너무 커서 조각난 경우 이 필드를 사용하여 조각이 어떤 패킷에 속하는지 식별하고 다시 재조합한다.
- 동일한 패킷의 모든 조각에는 이 필드에 동일한 값을 가진 자체 IPv4 헤더가 있으므로 나중에 다시 조립할 수 있다.
- 최대 전송 단위 MTU보다 큰 경우 패킷이 조각화된다.
- MTU는 일반적으로 1500 bytes 이다. 이더넷 프레임의 최대 payload 크기가 1500 bytes 인 것과 연결된다.
- 조각난 것은 수신 host 에 의해 재조립된다.
Flag
- 길이 3 bits
- 조각을 제어하고 식별하는 데 사용된다.
- 첫번째 비트는 항상 예약되어 있으며 0이다.
- 두번째 비트는 조각화 하지 않음 비트 (Don't Fragment, DF bit) 이다. 1로 설정되면 패킷이 조각화되지 않아야 함을 의미한다.
- 세번째 비트는 더 많은 조각 (More Fragment, MF bit) 이다. 패킷에 더 많은 조각이 있으면 1로 설정되고, 마지막 조각이면 0으로 설정된다. 조각화되지 않은 패킷의 경우에도 0으로 설정된다.
Fragment Offset
- 길이 13 bits
- 조각화되지 않은 원본 IP 패킷 내의 조각 위치를 나타내는 데 사용된다.
- 이 필드를 통해 수신자는 조각의 원래 순서를 알 수 있으므로, 조각이 순서 없이 도착하더라도 조각화 된 패킷을 순서에 따라 재조립할 수 있다.
Time to Live (TTL)
- 길이 8 bits
- 라우터는 TTL이 0인 패킷을 삭제한다.
- 따라서 이 필드는 무한 루프를 방지하는 데 사용된다.
- 원래는 패킷의 최대 수명을 초 단위로 나타내도록 설계되었지만, 실제로는 "홉 수"를 나타낸다.
- 패킷이 목적지로 가는 도중에 라우터에 도착할 때마다, 라우터는 패킷이 목적지에 도달하거나 TTL이 0에 도달하여 삭제될 때까지 TTL을 하나씩 차감한다.
- 현재 권장되는 기본 TTL은 64다. 8bit이므로 최댓값은 255.
Protocol
- 길이 8 bits
- 캡슐화된 Layer 4 PDU의 프로토콜을 나타낸다.
- 일반적으로 이는 값 6으로 표시되는 TCP, 값 17로 표시되는 UDP 이다.
- ping이 사용하는 ICMP는 값 1로 표시한다.
- OSPF는 값 89로 표시한다. OSPF는 Open Shortest Path First의 약자다.
- OSPF는 수동으로 경로를 구성할 필요없이, 라우터가 이웃으로부터 대상에 대한 경로를 학습할 수 있도록 하는 동적 라우팅 프로토콜이다.
Header Checksum
- 길이 16 bits
- IPv4 헤더의 오류를 확인하는 데 사용되는 계산된 체크섬이다.
- 라우터는 패킷을 수신하면 헤더의 체크섬을 계산하고 이를 헤더의 이 필드에 있는 체크섬과 비교한다.
- 새로 계산된 체크섬과 IPv4 헤더의 체크섬이 일치하지 않으면 오류가 발생한 것이므로 라우터는 패킷을 삭제한다.
- 오직 IPv4 헤더의 오류를 확인하는 데만 사용된다. 캡슐화된 데이터는 확인하지 않는다.
- IP는 이를 수행하기 위해 캡슐화된 프로토콜에 의존한다.
- 캡슐화될 가능성이 가장 높은 L4의 UDP와 TCP 모두 캡슐화된 데이터의 오류를 확인하기 위한 체크섬 필드를 가지고 있다.
소스 주소, 목적지 주소
- 각각 길이 32 bits
- Source는 보낸 사람의 IPv4 주소
- Destination은 받는 사람의 IPv4 주소
Options
- 선택사항이다. 사용하지 않으면 0 bit, 최대는 320 bits
- 거의 사용하지 않지만 IHL 필드의 값이 5보다 큰 경우엔 존재한다.

와이어샤크를 통해 패킷의 헤더를 확인할 수 있다.

[CCNA] Switch Interfaces

thdqudgns — Mon, 13 May 2024 14:14:29 +0900

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라우터와 스위치가 어떤 차이가 있는지 복습해보자.

라우터에는 광섬유 케이블용 SFP 인터페이스 8개와 콘솔 포트용 RJ-45 인터페이스 몇 개가 있다.

스위치는 SFP 인터페이스 4개와 RJ-45 인터페이스 48개가 있다.

스위치에 RJ-45 인터페이스가 많은 이유는 최종 호스트에 연결되기 때문이다.

이번에 볼 네트워크 토폴로지다.

라우터 하나, 스위치 두 개, PC 4개

Day 8 에서는 라우터에 대해 show ip interface brief 명령을 사용했었다.

지금은 스위치에 대해 show ip interface brief 명령을 사용했다.

차이점이 보인다.

라우터에서는 기본 설정이 shutdown이라서 Status와 Protocol이 다 down이었다.

그러나 스위치는 shutdown 명령이 적용되지 않는다.

그래서 장치를 연결하면 구성이 필요하지 않은 up up 상태가 된다.

그리고 스위치는 Layer 2 장치이기 때문에 IP 주소가 필요하지 않다.

아래 부분의 down down은

스위치 인터페이스가 shutdown 된 것을 의미하지 않는다.

단지 연결되지 않았음을 의미한다.

요약하자면, 라우터의 인터페이스에서는 기본적으로 shutdown 명령이 적용되므로 관리상 down/down 상태가 된다.

스위치의 인터페이스에는 기본적으로 종료 명령이 적용되지 않으므로 다른 장치에 연결하면 up/up 상태가 되고

연결되지 않은 경우 down/down 상태가 된다.

이제 스위치 인터페이스를 확인하는 또다른 유용한 명령을 보자.

show interfaces status 이다.

Port는 단순히 각 인터페이스가 나열된다.
Name은 인터페이스에 대한 설명이다.
Status는 연결 상태를 표시한다.
VLAN은 LAN을 더 잘게 나눈 것이다. VLAN은 다른 영상에서 다룬다.
Duplex는 장치가 동시에 데이터 송수신이 가능한지 전이중(full-duplex)과 반이중(half-duplex)를 나타낸다.
Cisco 스위치는 자동으로 전이중 방식이 설정된다.
Speed는 속도를 의미하며, 주변장치와 자동으로 협상하여 가능한 가장 빠른 속도로 설정된다.
Type은 연결된 선의 유형을 의미한다. UTP, SFP 까지도 확인할 수 있다.

일반적으로 자동으로 설정되도록 두지만, 수동으로도 설정할 수 있다.

speed와 duplex와 description을 설정하는 모습이다.

speed 100

duplex full

description ## to R1 ##

직접 설정했기에 "a-"가 빠져있다.

일반적으로 자동 협상을 유지하지만, 문제가 있어서 작동하지 않는 경우

인터페이스의 속도와 이중방식을 수동으로 구성하는 방법을 알아야 한다.

사용하지 않는 인터페이스들은 이제 어떻게 할까?

비활성화 시켜야 한다.

스위치 인터페이스가 기본적으로 활성화되어 있다는 점은 편리하지만

장치를 연결하고 바로 사용할 수 있으므로 보안 문제로 이어질 수 있다.

그렇기 때문에 사용하지 않는 인터페이스는 실제로 비활성화 해야 한다.

여러 개의 인터페이스를 한 번에 구성할 수 있는 방법이 있다.'

전역 구성 모드에서 인터페이스 범위를 입력한 후

인터페이스 범위 구성 모드로 이동하여 명령어를 입력한다.

interface range f0/5 - 12

그럼 한꺼번에 인터페이스가 관리상 down으로 변경되었다는 메세지가 나타난다.

범위의 인터페이스가 연속이 아니어도 된다.

콤마를 이용하여 인터페이스를 지정할 수도 있다.

비활성화시키니 Status가 notconnect에서 disabled로 변경되었다.

다시 말하지만 이 상태는 show ip interface brief에 표시되는 Status와 다르다.

show ip interface brief의 Status의 down과

show interfaces status의 Status의 disabled가 같은 의미다.

반이중 통신은 동시에 송신과 수신을 할 수 없다는 뜻이다.

지금은 기술이 발전하여 다 전이중 통신을 사용 중이다. 반이중 통신을 찾아보기 어렵다.

예전에 반이중 통신을 사용했을 때의 상황을 잠시 보자.

하나의 Hub에 연결된 PC 3대가 있다.

두 PC가 동시에 데이터를 전송하려고 한다.

그러면 충돌이 발생하고, 하나의 프레임만 전송된다.

Hub에 연결된 모든 장치는 충돌 도메인(Collision domain)의 일부다.

그들이 보내는 프레임은 허브에 연결된 다른 장치의 프레임과 충돌할 수 있다.

이와 같은 반이중 상황에서 충돌을 처리하기 위해 이더넷 장치는 CSMA/CD 매커니즘을 사용한다.

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

CSMA/CD는 충돌 감지를 통한 캐리어 감지 다중 접근을 의미한다.

반이중 상황에서 장치가 충돌을 피하는 방법과,

충돌이 발생할 경우 어떻게 반응하는지 설명한다.

프레임을 보내기 전에, 장치는 다른 장치가 프레임을 보내지 않는다는 것을 감지할 때까지 충돌 도메인을 Listen한다.
잘못된 타이밍으로 충돌이 발생할 수 있는 경우, 장치는 재밍 신호를 보내 다른 장치에 충돌이 발생했음을 알린다.
그 후 각 장치는 프레임을 전송하기 전에 임의의 시간 동안 기다린다.
이 프로세스를 반복한다.

이는 오랫동안 네트워크가 작동하는 방식이었다.

그러나 스위치는 허브보다 더 정교하다.

허브는 Layer 1에서 작동하여 수신되는 모든 신호를 반복하는 간단한 중계기다.

스위치는 Layer 2에서 MAC 주소를 사용하여 특정 호스트에 프레임을 보낸다.

그리고 스위치는 한 번에 두 개의 프레임을 동일한 호스트로 보내려고 시도하지 않는다.

따라서 허브에 연결되었을 때는 하나의 충돌영역이었던 것이

스위치에 연결되면서 각각의 충돌영역으로 나뉘어진다.

스위치의 향상된 기능으로 인해 이제 전이중으로 작동할 수 있다.

즉, 다른 장치가 동시에 데이터를 보내고 있는지 여부에 대해 걱정할 필요가 없으며

자유롭게 데이터를 보낼 수 있다.

충돌과 같은 문제가 여전히 발생하기는 하지만,

일반적으로 반이중 네트워크 처럼 정기적으로 발생하는 것이 아니라

잘못된 구성으로 인해 발생한다.

이제 인터페이스의 speed와 duplex 자동 협상에 대해 이야기하겠다.

라우터와 스위치 모두에 적용된다.

다양한 속도로 실행될 수 있는 인터페이스에는 기본적으로 speed auto, duplex auto 설정이 있다.

인터페이스는 자신의 기능을 이웃에게 알리고 둘 다 가능한 최고의 속도와 duplex 설정을 협상한다.

다른 경우를 보자.

스위치에 연결된 장치에서 자동 협상이 비활성화되면 어떻게 될까?

속도의 경우 스위치는 다른 장치가 작동하는 속도를 감지하려고 시도한다.

속도 감지에 실패하면 지원되는 가장 느린 속도를 사용한다.

duplex의 경우 속도가 10Mbps 또는 100Mbps의 속도를 사용하게 되면 스위치는 반이중 방식을 사용하게 된다.

속도가 1000Mbps 이상인 경우 전이중 방식을 사용한다.

이제 정상적으로 작동하는 것처럼 보이는 인터페이스에 나타날 수 있는 몇 가지 오류를 보자

Day 8에서 라우터의 인터페이스를 확인하면서 사용했던

show interfaces 명령어를 똑같이 사용한다.

스위치나 라우터나 error 부분은 동일하다.

출력된 text의 아래 부분을 보자.

먼저, 인터페이스에서 수신된 총 패킷 수와 해당 패킷의 총 바이트 수를 확인할 수 있다.

runts: 최소 이더넷 프레임 크기인 64바이트보다 작은 프레임.

giants: 이더넷 최대 프레임 크기인 1518 바이트보다 큰 프레임.

CRC: CRC 검사에 실패한 프레임 수를 계산

frame: 올바르지 않거나 잘못된 형식이 있는 프레임 수를 계산

input errors: 위의 4가지를 포함한 다양한 오류의 수 계산

output errors: 스위치가 전송을 시도했지만, 오류로 인해 실패한 프레임 수 계산

(*CRC: 이더넷 프레임의 트레일러에서 FCS 또는 프레임 검사 시퀀스를 통해 수행되는 순환중복검사)

[CCNA] IPv4 Addressing

thdqudgns — Sat, 13 Apr 2024 20:10:28 +0900

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3계층은 논리적 주소 지정, IP 주소를 제공한다.

그리고 출발지와 목적지 간의 경로 선택을 제공한다.

라우터는 3계층에서 사용하며, 네트워크를 구분한다.

2계층에서 사용되는 스위치는 네트워크를 연결하고 확장만 한다.

그렇기 때문에 하나의 네트워크, 하나의 LAN이 된다.

IPv4 주소는 32 bit다

IPv4 주소는 십진수와 2진수로 표현할 수 있다. 8bit씩 쪼갠 것을 octet이라 부른다.

IPv4 주소 뒤에 "/" 는 네트워크 주소를 구분하는 bit 위치를 알려준다. 16bit까지 네트워크 부분, 이후로는 host 부분이다.

IPv4 주소의 클래스 구분

우리가 중점을 둘 클래스는 A, B, C이다.

클래스 D는 멀티캐스트용으로 예약되어 있다.

클래스 E는 실험용이다.

그리고 클래스 A 범위의 끝은 127이 아닌 126이다.

127번대와 0번대는 예약되어 있으므로

실제로 사용 가능한 클래스 A의 범위는 1 ~ 126 이다.

127 범위는 Loopback Address용으로 예약되어 있다.

127.0.0.0 ~ 127.255.255.255
이 주소는 Local 장치의 "네트워크 스택"을 테스트하는 데 사용된다.
장치가 이 범위의 주소로 네트워크 트래픽을 보내는 경우, 다른 장치에서 보낸 트래픽을 수신하는 것처럼 TCP/IP 스택을 백업하여 간단히 처리된다.

127 범위로 ping을 보냈을 때 왕복시간은 0ms 이다. 아무데도 가지 않고 내 PC가 자체적으로 처리하기 때문이다.

클래스 안에서는 Prefix Length가 같다.

A는 네트워크는 적지만, Host가 많다. C로 갈수록 반대가 된다.

서브네팅하여 네트워크를 구분하였을 때,

각 네트워크의 첫번째 주소는 네트워크 주소이므로 Host에 할당할 수 없다.

또한 네트워크의 마지막 주소는 브로드캐스트 주소로 사용되므로 Host에 할당할 수 없다.

Host 부분의 주소가 모두 0이면 네트워크 주소가 되는 것이고,

Host 부분의 주소가 모두 1이면 브로드캐스트 주소가 되는 것이다.

그러므로 호스트로 할당할 수 있는 주소의 개수는 2ⁿ - 2 이다.

(n은 호스트 부분의 비트 수)

호스트 주소의 처음과 끝

넷마스크의 다른 표현방식이다. 의미는 같다.

IPv4에서 Host 부분이 모두 1이면 브로드캐스트 주소라 했다.

이 IP주소로 브로드캐스트를 할 때 MAC 주소는 브로드캐스트를 의미하는 FFFF.FFFF.FFFF 이다.

24.05.13 한달만에 다시 시작하는 CCNA..

show ip interface brief = sh ip int br

Status 열은 레이어 1 상태를 나타낸다.

예를 들어 인터페이스 종료, 케이블이 연결되어 있는지 등이다.

Protocol 열은 레이어 2 상태를 나타낸다.

예를 들어 이더넷이 네트워크 간에 제대로 작동하는지 여부다.

장치가 서로 연결되고 구성이 완료되면 이 두 열리 모두 Up으로 표시될 것이다.

이제 CLI에서 인터페이스를 구성해보겠다.

아래와 같은 명령어를 사용한다.

en
활성화 enable을 사용하여 권한 있는 실행모드로 들어감.
conf t
전역 구성 모드로 들어가기 위해 configure terminal 명령을 사용함.
중복되는 철자가 없다면 줄여 쓸 수 있다.
int g0/0
인터페이스 자체를 구성하려면 인터페이스 구성 모드로 들어가야 한다.
interface gigabitethernet 0/0 명령을 줄여 쓸 수 있다.
ip address 10.255.255.254 255.0.0.0
이제 인터페이스 구성 안에서 IP 주소를 설정해 보겠다.
ip address 명령을 사용하고, 뒤에 주소와 서브넷 마스크를 입력한다.
no shutdown
이것은 인터페이스를 활성화하는 데 사용하는 명령이다.
Cisco 라우터 인터페이스에는 기본적으로 shutdown 명령이 적용되어 있다.
이 기본 명령을 취소하려면 앞에 no를 붙이면 된다.

여기까지 하면 CLI에서 설정 내용을 보여준다.

이전 이미지 (show ip interface brief 명령 이미지) 에서 Status 열과 Protocol 열에 대한 이야기를 했다.

첫번째 줄이 인터페이스의 물리 계층 상태에 관한 Status 열에 해당하는 내용이고

두번째 줄이 인터페이스의 Layer 2의 상태에 관한 Protocol 열에 해당하는 내용이다.

do 명령어와 show ip interface brief 의 줄임 명령어를 통해 0/0을 확인해보면

IP주소가 10.255.255.254로 설정되었고,

수동으로 설정했기에 Mathod는 manual로 되어있고,

Status와 Protocol 모두 up으로 되어있다.

위 그림의 0/0 설정을 끝냈고, 0/1과 0/2 부분도 이어서 설정해보자.

처음 부분에서 exit 명령어로 전역구성모드로 되돌아가지 않고

int g0/1, int g0/2 명령어를 통해 인터페이스를 전환만 했다.

이후로는 0/0과 똑같은 방식으로 진행하면 된다.

인터페이스 전환 ▶ ip 주소 설정 ▶ 셧다운 해제 ▶ 설정 확인

show 명령어

show interfaces g0/0

정보가 많이 조회되므로 확인하고 싶은 인터페이스를 지정하는 것이 좋다.
인터페이스에 대한 Layer1, Layer2 정보를 보여주고, 일부 Layer3도 보여준다.
첫째줄의 "GigabitEthernet0/0 is up" 은 Layer1 상태를 나타내고, "line protocol is up"은 Layer2 상태를 나타낸다.
address is 0c1b.8444.f000은 MAC 주소를 나타낸다.
MAC 주소를 두 번 나타내는 이유는 CLI에서는 물리 MAC 주소와 다른 MAC 주소를 구성할 수 있기 때문이다.

sh int desc

Description 부분을 통해 인터페이스의 목적을 식별할 수 있다.

desc + Msg

인터페이스 구성 모드에서

description 명령어 + [문구]를 통해 설정할 수 있다.

[CCNA] Ethernet LAN Switching

thdqudgns — Sat, 13 Apr 2024 18:41:19 +0900

https://www.youtube.com/playlist?list=PLxbwE86jKRgMpuZuLBivzlM8s2Dk5lXBQ

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Ethernet에는 OSI의 1,2 계층이 포함된다.

Preamble

7 bytes (56 bits)
1과 0이 교대로 나열되어 있음
10101010 * 7
수신 장치의 클락을 동기화하여 프레임의 나머지 부분과 내부 데이터를 수신할 준비가 되어있는지 확인함

SFD

Start Frame Delimiter: 시작 프레임 구분 기호
1 byte (8 bits)
10101011
Preamble의 끝과 나머지 프레임의 시작을 알린다.

+ Preamble과 SFD는 이더넷 프레임과 함께 전달되지만, 이더넷 헤더로 취급하지 않는다.
따라서 이더넷 헤더는 Destination, Source, Type으로 구성된다.

Preamble과 SFD를 제외한 '이더넷 헤더 + 이더넷 트레일러'의 길이는 18 bytes이다.

Destination & Source

프레임을 보내고 받는 장치를 나타낸다.
이더넷에서 사용되는 주소는 목적지이자 출처인 MAC 주소다.
MAC = Media Access Control = 6 bytes (48 bits)

Type / Length

2 bytes (16 bits)
캡슐화된 패킷의 유형이나 길이를 나타내는 데 사용한다.
필드의 값이 1500(bytes) 이하이면 캡슐화된 패킷의 길이(bytes)를 나타낸다.
필드의 값이 1536 이상이면 캡슐화 된 패킷의 유형을 나타낸다. 일반적으로 IPv4, IPv6이며 길이는 다른 방법으로 결정된다.

FCS (Ethernet trailer)

Frame Check Sequence
4 bytes (32 bits)
수신된 데이터에 CRC(순환 중복 검사) 알고리즘을 실행하여 손상된 데이터를 감지한다.
CRC: Cyclic Redundancy Check

Packet

이더넷 프레임의 최소 크기는 64 bytes 이다. (Preamble과 SFD 제외)
여기서 헤더와 트레일러의 크기인 18 bytes를 빼면 46 bytes가 남고, 이는 Payload(Packet)의 최소 크기를 뜻한다.
만일 Payload가 46 bytes 보다 작으면 padding byte가 추가되며, 이는 모두 0이다.

MAC Address

6 bytes (48 bits)
MAC 주소는 장치가 만들어질 때 할당되는 고유한 주소다.
Burned-In Address
MAC의 처음 3 byte는 조직의 고유 식별자를 나타내는 OUI이며 장치를 만드는 회사에 할당된다.
후반부 3 byte는 장치 자체에 고유하다.
MAC 주소는 12자리 16진수 문자로 작성한다.

(*OUI: Organizationally Unique Identifier)

같은 네트워크 안에서 MAC 주소로 데이터를 주고받는 과정

PC1, 2, 3이 있고, 각각 MAC 주소가 있으며, PC 사이에 SW1로 데이터를 주고받는다.

PC1에서 PC2로 데이터를 전송하고, PC2에서 PC1으로 데이터를 전송하는 것을 보자.

PC1에서 'Source는 PC1의 MAC 주소이고, Destination은 PC2의 MAC 주소인 프레임'이 NIC를 통해 외부로 나온다.
이 프레임은 SW1에 도착하고, SW1은 MAC 주소 테이블에 '어떤 인터페이스에 어떤 MAC이 연결'되어 있는지 기록한다. 이렇게 스위치가 데이터 요청에 의해 자동적으로 기록하는 것을 Dynamic(동적)으로 기록한다고 한다.
그 후에 데이터를 전송하기 위해 프레임에 기록된 목적지를 확인한다. 그리고 MAC 주소 테이블을 확인한다. 지금 상황에는 MAC 주소가 '.0002'인 인터페이스 데이터가 없다.
프레임의 목적지 MAC 주소는 '.0002' 이지만 정확한 경로를 모른다. 이를 "Unknown Unicast frame"이라 부른다. 경로를 특정할 수 없기에, 데이터가 들어온 포트를 제외하고 연결된 모든 포트에 프레임을 전달하는 FLOOD를 할 수 밖에 없다. 브로드캐스트다.
PC3의 MAC 주소는 '.0003'이다. 자신에게 온 프레임이 아니므로 무시한다.
PC2는 자신에게 온 프레임인 것을 확인하고 수신한다.

PC2에서 PC1으로 데이터를 보내는 것을 보자.

이제 프레임의 Source와 Destination이 반대로 된다. 출처가 PC2이고, 목적지가 PC1이 된다.
이 프레임은 PC2의 NIC 외부로 나와 SW1로 전송된다.
SW1은 F0/2를 통해 MAC 주소가 '.0002' 인 프레임을 수신하였으므로 MAC 주소 테이블에 Dynamic하게 이를 기록한다.
그리고 목적지를 확인한다. MAC 주소 테이블에 목적지인 '.0001'과 관련된 데이터가 있으므로, 이 프레임을 어디로 전송해야 하는지 알고 있다. 이 프레임을 "Known Unicast frame"이라 부르고, 목적지로 유니캐스트한다. 이를 Forward라 부른다. 다른 곳으로 전송할 필요 없이 한 곳에만 전송하면 된다.
프레임은 PC1으로 전송되고, PC1은 이를 수신한다.

MAC 주소 테이블에 기록된 Dynamic MAC 주소는 5분 동안 사용되지 않으면 삭제된다.

실제로 데이터를 다른 장치로 보낼 때 MAC 주소만 포함되는 것이 아니다. IP도 있다.

PC1이 PC3에 데이터를 전송하려는 경우

출처 IP 주소는 본인 PC이므로 알고있다.
목적지의 IP 주소는 DNS를 통해서 알게 된다.
출처 MAC 주소는 본인 PC이므로 알고있다.
목적지 MAC 주소는 아직 모른다.

따라서 PC1은 PC3로 이더넷 프레임을 보내기 위해 PC3의 MAC 주소를 스스로 찾아내야 한다.
스위치는 L2 장치이며, L3에서 작동하지 않으므로 IP 주소가 아닌 MAC 주소를 사용해야 한다.

ARP를 사용하면 된다.

ARP

Address Resolution Protocol: 주소 확인 프로토콜
알고 있는 IP 주소의 MAC 주소를 검색하는데 사용된다.
ARP 과정은 두 가지 메세지로 구성된다.
- ARP Request: 다른 장치의 MAC 주소를 알고 싶어하는 장치가 보낸 ARP 요청
- ARP Reply: 요청한 장치에 MAC 주소를 알려주는 ARP 응답
ARP Request는 broadcast다. = 네트워크의 모든 호스트에 전송된다.
ARP Reply는 unicast다 = 하나의 호스트에만 전송한다.

ARP 요청과 응답은 위에 MAC 주소를 알고 있을 때 데이터를 송수신하는 과정과 동일하다.

목적지 IP를 찾아갈 때 브로드캐스트를 하며 도달하고, 도달한 후에는 목적 IP의 MAC을 알게 된다.

알게된 MAC 주소를 다시 ARP 응답으로 요청했던 PC에 알려준다.

이때는 필요한 주소 정보가 MAC 주소 테이블에 기록되어 있으므로 유니캐스트를 할 수 있다.

이더넷 프레임을 전송하기 전에, MAC 주소를 알아야 하기에 ARP Request가 먼저 수행된다.

목적지 MAC을 보면 FFFF.FFFF.FFFF로 되어있다. 이는 브로드캐스트 MAC 주소다.

OS에 상관없이 "arp -a" 명령어를 사용하면 ARP 테이블을 확인할 수 있다.

테이블의 컬럼은 IP 주소, MAC 주소, Type이다.

ping

ping은 컴퓨터가 서로 연결할 수 있는지 테스트하는 데 사용되는 유용한 네트워크 도구다.
네트워크 왕복 시간을 측정한다.
두 가지 메세지로 구성된다.
- ICMP Echo Request
- ICMP Echo Reply
ARP 요청 응답과 유사하다. 그러나 PC는 ICMP Echo Request을 유니캐스트한다.
따라서 목적지의 MAC 주소를 알아야 하므로 ARP를 먼저 수행한다.
명령어: ping [IP주소]

ping을 사용한 패킷을 캡쳐하면, ARP를 먼저 수행한 후에 ICMP를 수행하는 것을 볼 수 있다.

그 후에는 4개의 ICMP 요청과 응답 쌍이 있다.

Cisco 장비의 MAC 주소 테이블

명령어: show mac address-table

구성: VLAN, MAC 주소, Type, 포트

MAC 주소 테이블의 데이터를 지우는 방법

clear mac address-table dynamic
clear mac address-table dynamic address [MAC주소]
clear mac address-table dynamic interface [인터페이스 포트]

네트워크 장치 개념 정리

thdqudgns — Thu, 11 Apr 2024 00:42:14 +0900

허브

- 여러 개의 입력 및 출력 포트가 있는 특수한 형태의 네트워크 장치
- 한 포트에서 수신된 신호는 허브의 다른 모든 포트로 즉시 재전송되며, 모든 입력과 출력이 서로 연결되어 있어 여러 개의 노드가 똑같은 중계기를 공유할 수 있음
- 여러 컴퓨터들을 하나의 통신망으로 연결시키는 것이 허브다.

1. 더미 허브

- 동일한 네트워크의 다른 컴퓨터로 데이터를 전송
- End Point 간의 네트워크를 중계하는 역할
- 수신되는 데이터의 의도한 대상을 식별할 수 없기 때문에 데이터를 보내는 컴퓨터를 비롯하여 연결된 모든 컴퓨터에 데이터를 보냄
- 네트워크의 전체 대역폭을 노드 수만큼 분할하여 사용하기 때문에 허브에 연결된 노드 수가 증가하면 네트워크의 속도 저하
- 데이터를 주고받을 수는 있으나, 동시에 수행하지는 못하므로 스위치보다 느림
- 노드 수가 적은 소규모 네트워크(10여대 이하)를 구축하는 데 사용됨

(*대역폭: 네트워크 대역폭이란 일정 시간 동안 전송 가능한 데이터의 양)
(End Point, 단말기, Host, 노드 다 비슷한 의미다.)

2. 스위칭 허브
- 전체 대역폭을 각 컴퓨터 노드 수만큼 나눠서 사용하는 문제를 해결
- 단순히 중계만 하는 것이 아니라, 수신지 주소로 스위칭 하는 기능이 있다.
- 노드들을 Point-to-Point로 접속시키기 때문에 네트워크 효율이 훨씬 높다.
ex) 100Mbps 대역폭을 제공하는 이더넷에 5포트 허브로 컴퓨터 5대를 연결하면 각 컴퓨터는 100Mbps 대역폭을 보장받음

3. 스태커블 허브
- 스택 접속 포트가 갖춰진 허브로, 허브와 허브 사이를 연결하여 용량을 확장할 수 있음
- 중규모 이상의 네트워크를 구성할 때 이 허브를 여러 층으로 쌓아서 구성
- 여러 대의 더미 허브를 연결하면 컴퓨터 사이에 전송속도의 차이가 발생할 수 있지만, 스태커블 허브를 사용하면 여러 대의 허브가 하나의 허브처럼 동작하기 때문에 전송속도의 차이가 적다.

4. 인텔리전트 허브
- 신호의 조절과 변경 등 다양한 지능형 기능을 포함한 허브

스위치

- 컴퓨터에 할당되는 대역폭을 극대화하는 장치
- 네트워크가 제공하는 대역폭을 컴퓨터로 모두 전송

브리지

- 두 개 이상의 근거리 네트워크를 연결하여 하나의 네트워크로 만들어주는 장치
- 수신지 주소에 따라 특정 네트워크 트래픽만 통과시킬 수 있도록 설계된 특수한 형태의 네트워크 스위치
- 브리지를 이용하면 같은 네트워크에서 데이터 송신시 충돌하지 않음
- 스위치와 비슷한 역할을 하지만, 전체 네트워크의 트래픽을 줄이기 위해 네트워크를 세그먼트 단위로 분할한다는 점이 스위치와 다름

게이트웨이

- 종류가 다른 두 개 이상의 네트워크를 상호 접속하여 정보를 주고받는 개념 (장치보다 더 포괄적임)
- 접속할 수 있는 네트워크: LAN, PDN, PSDN
- 브리지와 달리 서로 다른 프로토콜 네트워크 간에도 프로토콜을 변환하여 정보를 주고받을 수 있음
(브리지는 프로토콜이 다르면 통신하지 못함)

중계기(리피터)

- 접속 시스템의 수를 증가시키거나 네트워크 전송 거리를 연장하기 위해 사용하는 장치
- 네트워크 신호를 수신하고 증폭하여 다음 구간으로 재전송
- UTP케이블은 보통 100m까지만 데이터 전송이 가능하다. 전송거리가 100m 이상일 때는 중계기를 이용하여 신호를 재전송 해야 함

라우터

- 서로 다른 네트워크 간에 통신하는 데 사용하는 장치
- 구조가 다른 망을 연결할 수 있음
- IP 주소를 바탕으로 데이터가 수신지까지 갈 수 있는 경로를 검사하여 효율적인 경로를 선택하는 라우팅 기능도 수행
- 라우팅은 라우터에 있는 라우팅 테이블이 결정함
- 오류 패킷의 폐기 기능과 혼잡제어 기능을 수행

[DVA] AWS Certified Developer - Associate 여정 시작

thdqudgns — Sat, 6 Apr 2024 01:03:18 +0900

스킬빌더 강의

https://explore.skillbuilder.aws/learn/course/18851/play/108296/introduction-to-aws-certification-korean

Self-paced digital training on AWS - AWS Skill Builder

Your learning center to build in-demand cloud skills. Skill Builder provides 500+ free digital courses, 25+ learning plans, and 19 Ramp-Up Guides to help you expand your knowledge. Courses cover more than 30 AWS solutions for various skill levels. Skill Bu

explore.skillbuilder.aws

AWS training recommendations

시험 준비를 위한 다음 모듈을 진행하기 전에, 아래 교육(또는 유사한 과정)부터 이수하는 것이 좋습니다. 응시 전에 특정 교육을 이수해야 한다는 요구 사항은 없습니다.

AWS Technical Essentials

Introduction to AWS Elastic Beanstalk

Introduction to Containers

Introduction to Serverless Development

Amazon Elastic Container Services(ECS) Primer

Amazon Elastic Kubernetes Service(EKS) Primer

Getting Started with DevOps on AWS

Developing on AWS(유료 강의실 교육)

다음에 대한 AWS Skill Builder 카탈로그를 검색하여 자습형 실습에도 도전해 보십시오.

언어: 한국어
영역:
1. 개발자 도구
2. 개발
3. DevOps
과정 수준: 기초
교육 범주: 자습형 실습(SPL)

백서

시험과 관련된 AWS 백서 및 FAQ를 탐색하여 AWS 서비스 및 모범 사례에 대해 알아봅니다.

FAQs

시험 안내 PDF

https://d1.awsstatic.com/ko_KR/training-and-certification/docs-dev-associate/AWS-Certified-Developer-Associate_Exam-Guide.pdf

https://d1.awsstatic.com/ko_KR/training-and-certification/docs-dev-associate/AWS-Certified-Developer-Associate_Sample-Questions.pdf

Udemy 강의

https://www.udemy.com/course/best-aws-certified-developer-associate/?couponCode=JUST4U02223

4/22 15:00로 예약했다.

CLF 보고 50% 할인 받았으니까 한 번 달려보자!!

[CLF] 시험 시작 26시간 전 기출문제 풀이 (합격)

thdqudgns — Thu, 4 Apr 2024 13:49:53 +0900

https://explore.skillbuilder.aws/learn/course/13522/play/107682/aws-cloud-practitioner-essentials-korean-na-hangug-eo-gang-ui

Self-paced digital training on AWS - AWS Skill Builder

explore.skillbuilder.aws

위 강의를 100% 다 보고, 블로그에 정리하면서 복습하니 어느새 시험이 26시간 밖에 남지 않았다.

작년에 시험을 본 경험이 있기에 내용들을 더 수월하게 익힐 수 있었다.

그러나 기출 문제를 지금부터 확인할 것이다.

https://www.examtopics.com/exams/amazon/aws-certified-cloud-practitioner-clf-c02/view/

AWS Certified Cloud Practitioner CLF-C02 Exam - Free Exam Q&As, Page 1 | ExamTopics

Want to Unlock All Questions for this Exam? Full Exam Access, Discussions, No Robots Checks

www.examtopics.com

기출문제를 보면, 400개의 기출문제가 있다.

기본 개념을 익혔으므로 하루 동안 위 문제들을 빠르게 볼 수 있을 것이라 예상하고있다.

가능할까? 한 번 시도해봐야겠다.

그동안 CLF 시험을 두 번이나 미뤘기에 더이상 미루지 않을 것이다.

학습해보고 이 글을 이어 써야겠다.

(6시간 후, 오후 8시)

덤프 377문제를 쭉 훑어보면서 내가 확실히 아는 것과 모르는 것을 구분했다.

20%는 확실히 알고, 60%는 애매하게 알고, 20%는 처음 보는 걔념이었다.

오늘 자기 전에 한 번 더 복습하면서 확실히 아는 %를 늘리고

내일 아침에도 복습해봐야겠다.

이제 시험까지 20시간 남았다.

(자기 전, 밤 12시 쯤)

1번부터 109번까지 모르거나 애매한 부분 체크를 안했어서 이번에 체크했다.

체크한 문제를 세어보니

41/110

95/200

143/300

188/377

"모르는 문제 수 / 총 문제 수" 비율이다.

절반 정도를 애매하거나 모른다고 여기고 있다.

처음 문제들을 보았을 때는 느낌상 20%만 확실히 안다고 여겼는데, 까보니까 50%를 알고 있었다.

오늘은 이만 자고, 내일 아침에 모른다고 체크된 50%만 확인하면서

모르는 문제의 비율을 줄여야겠다.

(시험 당일날 오전)

85/377

현재 22.5%를 애매하게 여기고 있다.

77.5는 확실히 맞을 수 있다고 여기고 있으므로 시험은 통과할 수준이다.

오늘 오프라인 시험장에서 문제를 푼다.

버스로 이동하면서 85문제를 한 번씩 더 보고, 시험을 치뤄야겠다.

시험까지 4시간 남았다.

(시험 2시간 전, 시험시간 16:30)

애매한 문제들을 두 번 훑어보면서 학습을 했다.

이제 문제와 답이 같이 보인다.

이렇게 복습을 하면서도 잘 모르겠고, 기억이 애매한 문제는 13개다.

13/377

3.4%가 애매하거나 모르겠다.

이 문제들은 중복되는 문제들도 아니고, 377개 중에 유일하게 존재하는 문제들이다.

이제 시험을 치르고, 점수가 나오면 공유하겠다.

시험을 치르고 결과가 나왔다.
막상 시험을 보니, 난이도가 쉽게 느껴졌다.

다 푸는데 20분 정도 걸린 것 같다.

문제를 보자마자 '아 이거 물어보는 거구나' 파악이 되었다.

짜잔! 1000점 만점에

916점

이라는 꽤 높은 점수로 합격했다.

AWS Cloud Practitioner (CLF-C02) 준비하시는 모든 분들 화이팅입니다.

저는 이어서 AWS DVA와 AWS ANS를 취득할 예정입니다.

그 후에 SAA를 취득할 겁니다.

CLF - DVA - ANS - SAA