OSI - 3 계층 (4)

안녕하세요

BTC_막내가최고야 팀입니다

지난 차시에는 OSI 3계층의 역할

각 프로토콜을 알아봤는데요

마지막으로 네트워크 계층의 사용 장비에 대해 알아보도록 하겠습니다!

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OSI 3계층 장비

L3 Switch

Router

• 각기 독립된 네트워크들을 연결시켜주는 장치
• 네트워크를 분할, 구분시켜 연결하는 장치

• 라우터의 주요 기능
  • 네트워크들을 서로 연결시켜줌 [ Networking ]
    • 각기 독립적으로 구성된 네트워크들을 연결시켜줌
  • 패킷 스위칭 기능 [ Forwarding ]
    • 한 포트로 패킷을 받음 [ 입력 ] → 다른 포트로 전송 [ 출력 ]
      • 데이터 그램 [ 패킷 ] 을 소프트웨어 기반으로 스위칭 함
  • 경로 설정 기능 [ Routing ]
    • 라우터 끼리 상호연결된 복잡한 망에서 경로의 배정 및 제어를 자동적으로 수행
    • 라우터 상호간 라우팅 정보를 주고 받으며
    • 동적으로 라우팅 테이블을 만들어 감
    • 라우팅 테이블의 구축이 라우터의 가장 중요한 임무
• 라우터의 기타 기능
  • 네트워킈 논리적 구조를 습득
    • 이를 위해 이웃하는 라우터와 지속적으로 라우팅 정보를 서로 교신
      • 라우터는 서로 다른 네트워크의 존재를 인식하고 기록하며 관리
  • 로드 밸런싱
    • 라우터로부터 나오는 여러 케이블 선들의 Traffic량을 고루게 분산
  • 우회 경로
    • 링크 중 하나가 고장나면 우회 경로를 구성
• 라우터의 주요 특징 및 개념
  • 패킷의 중계 전달
    • 라우터는 인접한 라우터에서 전달받은 패킷의 수신처 주소를
      조사하여 최적의 경로를 선택해 새롭게 패킷을 중계
      • 각 라우터가 이 중계동작을 반복함으로써 데이터가 최종 수신처까지 도달
  • 통신계층 상 라우터의 계층 위치
    • 계층화된 망 구조의 관점에서 볼 때 라우터는 망계층에서 동작
      • 정보를 망간에 이동시킬 뿐만 아니라 어떤 경로를 택할 것인지에 대한 결정도 함
  • 경로 선택의 방식
    • 정적 라우팅: 사전에 사용자가 특정 경로를 설정
    • 동작 라우팅: 라우팅 프로토콜에 의해 라우터가 자동적으로 선택할 수 있음
  • 라우팅 소프트웨어 및 라우팅 테이블
    • 라우터의 내부에는 라우팅 소프트웨어 및 라우팅 테이블이 존재
      • 라우팅 소프트웨어는 수신받은 매 데이터그램의 목적지 주소를 조사
      • 이 주소에 대해 메모리에서 구축된 라우팅 테이블을 참조하여
        출력 포트들 중 하나를 통해 데이터그램을 적절하게 포워딩함
• 라우팅 테이블
  • netstat -r 로 확인 가능
  • 기본 인터페이스 목록

• 라우팅 테이블

 

 

• Routing Protocol
  • 라우터 간 라우팅 정보의 교환 및 라우팅테이블의 유지 관리를 동적으로 수행하는 프로토콜
  • 라우팅 프로토콜의 필요 기능 및 요소
    • 라우팅 수행 프로세스
      • 라우팅 정보를 주고받기 위한 프로세스
      • 최적 경로 계산 및 이를 라우팅 테이블에 기록하는 프로세스
      • 토폴로지 변화를 감지하고 이를 자동으로 학습 반영하는 프로세스
    • 라우팅 테이블의 갱신관리
      • 최적 경로 경정을 위한 알고리즘 및 프로세스들을 적용
    • 라우팅 알고리즘
      • 최적 경로 산출을 하여가며 라우팅 테이블의 갱신.유지관리
    • 라우팅 프로토콜 메시지
      • 라우팅 정보를 라우터들 간 운반.전달.교환 등
  • 라우팅 프로토콜의 구분
    • 알고리즘 또는 라우터끼리 공유하는 정보 [ Distance Vector, Link State ] 에 따라
      • Distance Vector Routing Protocol
        • RIP, IGRP, EIGFP
      • Link State Routing Protocol
        • OSPF, IS-IS
    • AS 내부 , 외부 구분 방식에 따라
      • AS 내부 라우터
        • IGP, RIP, OSPF, IS-IS
      • AS 외부 라우터 상호간: EGP
        • EGP, BGP, IDRP
  • 라우팅 프로토콜의 성능 비교

 

• 라우팅 프로토콜 종류
  • Distance Vector Routing Protocol
    • 전체 네트워크 토폴로지에 대해서는 알려고하지않음
      • 단지 이웃 라우터가 주는 주기적인 갱신 정보에만 의존
      • 원격 목적지 네트워크에 대한 라우팅 경로결정을 하게되는 프로토콜
      • 전체 숲의 구조는 관심없고 인접 나무 및 주변 소무만 들으며 경로 결정 진행
    • 주요 특징
      • 라우팅 결정을 위해 Bellamn-Ford 거리 벡터 알고리즘 사용
      • 자신의 라우팅 테이블 전체 또는 일부를 이웃 라우터에게 주기적으로 전달
        • 주기적으로 라우팅 갱신 정보를 이웃 라우터에게 브로드캐스팅
          • 갱신 주기 : RIP 30초 , IGRP 90초
        • 만일 이웃 라우터가 아무런 갱신 정보를 주지 않으면 이 라우터는 이용가능하지않음으로 판정
      • 갱신정보
        • 목적지 네트워크까지 전체 경로에 대한 정보를 갖지 않음
        • 아래 두가지만 유의
          • 패킷 포워딩을 위한 방향 [ 다음 홉 또는 출구 인터페이스 ]
          • 목적지 네트워크 까지의 거리
      • 이웃 라우터로부터 정보를 이용하여 전체 네트워크 구성을 배움
        • 전체 네트워크에 대한 토폴로지를 모름
          • 이웃 라우터에서 보내준 경로 예측 값들과 자신이 가지고 있는 경로 예측 값을 비교하여
            적은 값으로 라우팅 테이블 갱신
      • 비교적 작은 규모의 네트워크에 적용
        • 전체 라우터가 모두 동일한 정보로 수렴하기 까지 많은 시간이 걸림
  • Path Vector Routing
    • 목적지 네트워크에 대해 거리가 아닌 경로를 기반으로 하여 라우팅
      • 경로: 패킷이 목적지에 도달하기 위해 지나야하는 자율시스템 AS의 순차적 목록
    • 주요 특징
      • Looping 되는 경로를 방지
        • 목적지까지의 거리에 의존하지 않음
        • 경로 그 자체의 분석에 근거해 라우팅
      • 경로 정보는 각 라우터에 누적되어지며 라우터들 상호 간 운반 전달됨
    • 결점
      • 목적지 네트워크까지의 경로가 길어지면 그에따라 사이즈가 많아짐
  • Link State Routing Protocol
    • 각 라우터는 Hello 패킷을 사용 이웃 라우터들과 인접 관계를 형성
    • 이웃 라우터를 찾아내서 이웃 라우터까지의 각각 지연 또는 비용을 평가
      • 알아낸 결과를 다른 모든 라우터에게 LSA 패킷화하여 전송
    • LSA 패킷 을 받은 라우터는 또 다시 이웃한 라우터에게 이를 전달함
    • 각 라우터는 LSA 사본을 저장
      • 이를 통해 LSDB를 구축
      • 전체 네트워크의 지도를 그림
    • 전체 라우터는 점차적으로 동일한 LSDB를 가지게 됨

Classful Routing

• Class [A, B, C] 별로 규격화된 IP 주소 구분에 따라 나누어진 네트워크 주소 정보를 토대로 라우팅
• 주요 특징
  • 라우팅 업데이트 시 서브넷 마스크를 라우팅 정보와 함께 보내주지않음
    • 대상되는 네트워킈 모든 서브넷이 모두 동일한 서브넷 마스크를 가지고 있기때문에 굳이 서브넷 마스크를 라우팅 정보와 함께 보내줄 필요가 없음

 

 

L3 Switch

Layer 2 스위치 기능과 Layer 3 라우터 기능 모두를 갖춘 장비

• 라우터를 스위치 내에 수용시켜 3계층에서 동작시킨 장치
• 빠른 동작을 하는 라우터
• 동작 방식
  • 서로다른 VALN ID 간 라우터를 통하여 패킷을 전송하게되나
  • L3 스위치는 수신된 패킷에서 L3에 해당하는 IP 정보 부분을 살펴보고있다가 자신이 이미 알고있는 주소면 굳이 라우터를 통하지않고 하드웨어적으로 바로 전송하는 방식
• 라우터 / 스위치 비교
  • 라우터: 소프트웨어 기반의 라우팅을 진행
  • 스위치: 하드웨어 기반의 라우팅 진행
• L2 스위칭 및 L3 스위칭 비교

 

 

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이번 차시에는 Router, L3 Switch 장비에 대해 알아보았는데

이렇게 네트워크 망 챕터를 모두 마쳤습니다!@#!@

다음에는 새로운 주제로 찾아뵙도록하겠습니다!