시스코 라우터 2501

* 회상:
시스코 라우터 2501은 분석맨에게 첫 자동차와 같은 느낌이다. 첫 직장에서 이 2500 라우터 박스를 들고 다니며 전용선 개통을 했었다. 그때는 내 차가 없어서 낑낑대며 택시, 지하철, 버스 등으로 이동했던 기억이 난다.

● 라우터란?

Network Address가 다른 네트웍을 연결하는 장비. LAN 및 WAN 장비로 동시에 활용될 수 있다. LAN과 WAN구간을 연결할 수 있는 게이트 역할을 하며 내부 라우팅 및 외부 라우팅 기능도 한다. 기존 구성은 라우터에서 내부 라우팅을 하지만 최근 네트워크 구성은 내부라우팅은 백본급 SWITCH 에서 라우팅을 담당하고 라우터는 외부라우팅을 하는 장비로 많이 사용된다. 결국 내부라우팅을 하던 라우터가 외부 라우팅 기능만 수행하므로 라우터의 부하를 줄일 수 있다.

또한 외부구간에서 라우터가 자신의 Network Address를 인접한 라우터로 보내지며 정보를 받은 라우터는 Table형태로 Address를 관리한다.
이것이 Routing Table이며 경로설정에 있어서 중요한 역할을 한다.

라우터간 통신을 하기위해 서로의 프로토콜을 맞추어야 하며 이것이 라우터에서 사용되는 Routing Protocol이다. 아주 많은 Protocol이 존재하지만 Routing Protocol은 경로설정을 결정하는 Protocol이다.

● 라우팅 프로토콜

▶ Routing Protocol(경로설정 Protocol)
라우팅프로토콜은 라우팅을 수행하는 프로토콜이다.
라우팅테이블 구성, 라우팅테이블 Update등의 기능도 있다.
Inter-Network 환경에서, 가장 효율적인 경로를 찾아 Routed Protocol 을 라우트한다.
Routing protocol은 Router 간에 경로를 주고 받는 Protocol

▶ Routed Protocol
실제 라우팅 되는 Protocol로 TCP/IP, IPX/SPX, Appltalk, Decnet Protocol등이 있다. 

▶ Multi-Protocol Routing
하나의 Router가 동일한 Data Link를 통하여 IP, IPX, AppleTalk등 여러 종류의 Routed Protocol을 Routing할 수 있다. Routed Protocol 별로 각각의 라우팅 테이블을 보유한다.

▶ Routing (경로설정)
패킷이 라우터에 도착하면 라우터가 패킷을 분석하여, 목적지의 네트워크를 알아 낸다. 목적지의 네트워크로 가는 경로가 자신의 라우팅 테이블에 나와 있으면 라우터는 그 쪽으로 가는 인터페이스로 패킷을 보낸다. 라우팅 테이블에 경로가 없는 패킷은 Drop 된다.  라우터가 Default Gateway를 갖고 있으면 그곳으로 패킷을 전송한다.

▶ Packet이 전달될 수 있는 경로를 route 혹은 path라고 한다. route 혹은 path중에 가장빠른 (흔히 말하는 최상의) 것을 best route 혹은 best path라고 한다.

▶ Packet을 경로를 따라 전달하는 과정을 routing이라고 한다.

▶ 라우터(router)는 routing 기능만을 전문화하여 독립시킨 H/W로 내부에 routing S/W를 내장하고 있다. 인터넷이 아닌 일반 네트웍, 가령 전화망, X.25네트웍, ATM 네트웍등에서는 라우터라는 말대신 교환기 혹은 Switch라고 한다.

▶ 라우터는 routing 기능만을 전담하는 것은 아니다. 최상의 경로에 대한 정보를 인접한 라우터들과 경로정보 (Routing Information)를 교환하고 그 정보를 유지, 관리하는 기능도 가지고 있다. 이러한 기능을 담당하는 Protocol을 Routing Information Exchange Protocol 혹은 Routing Protocol이라고 한다. 이러한 기능은 Application Layer에 속하는 기능이기도 하다.

▶ Routed protocol이라는 것은 데이타를 encapsulation해서 전달하기 위한 protocol로 IP, IPX, Appletalk등이 이에 해당된다. Routing protocol이라는 것은 IP packet, IPX packet, Appletalk packet등을 전달할때 경로정보를 교환, 관리하기 위한 protocol이다. IP는 routing protocol로 RIP, IGRP, OSPF, BGP등을, IPX는 Novell RIP, NLSP등을, Appletalk은 RTMP를 이용한다.

● 라우터 구조

▶ 시스코 라우터의 구성

IOS(Internetworking Operating System) : 라우터의 Operating System이다.
ROM (Read Only Memory) : Cisco 2500, 4000,4500은 IOS의 Subset을 갖고 있다.
Cisco 7000, 7500은 IOS를 ROM에 보유한다. ROM Chip교환으로 IOS 교체가 가능하다.

Flash Memory (Erasable, Programmable Read-Only Memory) : Cisco 2500 시리즈는 플래쉬 메모리에 IOS를 갖고 있다. IOS Update가 가능하다.
NVRAM(NonVolatile Memory) : 라우터 설정파일을 갖고 있다.

RAM(Random Access Memory)
- Main Memory : 작동중 IOS, Router Configuration File, ARP Cache를 보유한다.
- Shared Memory : 패킷을 임시로 저장하는 Buffer로 사용한다.

Interface : 네트워크를 연결하는 Ethernet, Serial Port로 각각 하나의 IP Address가 할당되어야 한다.
라우터에 따라, Ethernet, TokenRing,FDDI, Serial, ISDN BRI, ATM Interface등을 제공한다.

Console Port : Console Cable로 Terminal에 연결하여 라우터를 설정할 수 있다.

Auxiliary Port : Modem연결등을 통하여 라우터를 설정할 수 있다. 

 

 
 

 

● 인터페이스 보기

Serial0/0 is up, line protocol is up
Hardware is PowerQUICC Serial
Internet address is XXX.XXX.XXX.XXX/30
MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec,
  reliability 255/255, txload 47/255, rxload 209/255
Encapsulation PPP, loopback not set
Keepalive set (10 sec)
LCP Open
Open: IPCP, CDPCP
Last input 00:00:00, output 00:00:00, output hang never
Last clearing of "show interface" counters 4w2d
Input queue: 0/300/0 (size/max/drops); Total output drops: 231886
Queueing strategy: weighted fair
Output queue: 0/1000/128/231884 (size/max total/threshold/drops)
Conversations 0/163/512 (active/max active/max total)
Reserved Conversations 0/0 (allocated/max allocated)

5 minute input rate 1266000 bits/sec, 163 packets/sec
5 minute output rate 288000 bits/sec, 122 packets/sec

177701895 packets input, 710198134 bytes, 14 no buffer
Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles
1073 input errors, 359 CRC, 676 frame, 0 overrun, 0 ignored, 38 abort
165325191 packets output, 1371951487 bytes, 0 underruns
0 output errors, 0 collisions, 78 interface resets
0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out
0 carrier transitions
DCD=up DSR=up DTR=up RTS=up CTS=up

Serial0/0 is up, line protocol is up

첫번째 up: Hardware Layer(Layer1), Carrier Detect Signal을 반영한다.

두번째 up: Datalink Layer(Layer2), Link Beat Detection을 반영한다.

1. Internet address is XXX.XXX.XXX.XXX/24
→ 라우터 인터페이스의 IP 어드레스 및 서브넷마스크

2. MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec, reliability 255/255, txload 47/255, rxload 209/255
→ MTU : 인터페이스가 전송할 수 있는 최대 패킷 사이즈 단위

BW : 인터페이스에 설정된 대역폭 변수로서 대역폭이 1544Kbit임을 표시
만약 이 인터페이스에 대역폭을 설정하지 않으면 기본적인 값은 1544Kbit와 56Kbit로 설정되므로 회선속도가 다르면 bandwidth라는 커맨드를 사용하여 속도를 지정해 준다
T1 Line 1544Kbit, E1 Line 2048 T3 Line 44210이다.

DLY 100 : 인터페이스의 지연시간(delay)을 나타낸다.

reliability 255/255 : 인터페이스의 신뢰성을 나타내는 수치이고, 255/255는 100% 신뢰성을 의미한다. 이 신뢰성은 라우터가 5분단위로 평균치를 계산해서 나타나는 수치이다. 굵은 글씨의 수치가 현재의 상태이다.

Load 47/255 : 인터페이스의 부하를 나타내는 수치이다. 255/255이면 부하가100% 찬 상태이므로 사용 불가능한 상태이다. 1/255는 사용하지 않는 상태이다. 라우터에서 5분단위로 계산해서 평균치를 나타낸다.

3. Encapsulation PPP
→ WAN 구간 Encapsulation이 PPP이므로 상대방과 맞추어서 설정한다.

이 부분은 연결된 다른 부분과 맞추어서 설정해야 하므로 주의하여야 한다. PPP는 이기종간 붙일 때 많이 사용한다.

4. Keepalive set (10 sec)
→ Keepalive가 설정되어 있는지 아닌지를 표시한다. 이 경우는 10sec로 설정되어 있다. 반대인 경우는 "Keepalive no set"이 표기된다. 해당 인터페이스의 커맨드를 이용하여 Keepalive 값을 바꿀 수 있다.

5. Last input 00:00:00, output 00:00:00, output hang never
→ 시:분:초를 나타내는 수치로서 해당 인터페이스가 패킷을 마지막으로 받고 난 후의 지난 시간과 마지막으로 보내고 난 후의 시간을 나타낸다.

6. Input queue: 0/300/0 (size/max/drops); Total output drops: 231886
→ Input과 Output Queue의 패킷 수. max는 Queue의 최대 사이즈를 표시하는 것이고, drops은 Queue가 차서 버려지는 패킷의 수이다.

7. Received 0 broadcasts
→ 인텨페이스가 broadcasts나 multicast 패킷을 받은 패킷의 총수.

8. 0 runts
→ 중간(medium)의 최소 패킷 사이즈보다 작아서 버린 패킷의 수.

9. 0 giants
→ 중간(medium)의 최대 패킷 사이즈보다 커서 버린 패킷의 수.

10. 1073 input errors
→ no buffer, runts, giants, CRC, frame, overrun, ignored, abort counts의 수를 더한 값이다. input과 관련된 다른 에러(errors) 또한 포함된다.

11. 359 CRC
→ 패킷 자체의 에러를 검사하여 보내질 때의 데이터와 받을 때의 데이터가 정확한지를 체크한다. 이런 에러는 주로 회선의 noise, 데이터 링크상의 다른 전송 장애시에 발생된다. 또한 수치가 많아지면 전용회선 구간을 점검할 필요성도 있다.

12. 676 frame
→ CRC 에러 등을 가진 부정확한 패킷의 수. 주로 noise나 다른 전송 장애로 인하여 생성된다.

13. 0 overrun
→ serial 인터페이스의 receiver hardware가 과잉으로 들어오는 input 데이터를 핸들링할 수 있 능력을 상실하여 하드웨어 버퍼가 데이터를 받아서 핸들링할 수 없게 되는 횟수.

14 0 ignored
→ 인터페이스의 하드웨어 버퍼가 부족하여 인터페이스가 받은 패킷을 무시하는 횟수. Broadcast 폭풍이나 노이즈의 갑작스런 증가로 인하여 ignored 숫자가 증가한다.

15. 38 abort
→ Serial 인터페이스의 특정한 bit의 문제. 시리얼 인터페이스와 데이터 링크 장비 사이의 클럭(clocks) 문제로 인하여 자주 발생한다.

16. 0 collisions
→ Ethernet Collision(충돌) 때문에 재전송되는 메시지의 수. 이런 현상은 LAN을 너무 크게 확장한 경우에 주로 발생한다. 즉 Ethernet 네트워크상에 너무 많은 스테이션이 있을 때 발생한다. 기존의 더미허브에서 발생하는 현상이고 현재의 스위치에서는 Collision이 발생하지 않는다.

17. 78 interface resets
→ 인터페이스가 완전히 reset 된 횟수. 이 경우는 특정 시간 안에 Queue에 있는 패킷을 전송하지 못하는 경우에 발생한다. Serial 회선의 경우에는 주로 모뎀에서 Clock signal을 공급하지 못하는 경우나 케이블 문제로 발생한다.

18. 0 carrier transitions
→ Serial 인터페이스의 carrier detect signal 상태가 변경된 횟수. Data Carrier Detect(DCD)가 down에서 up 상태로 변경되면 transitions counter는 2씩 증가한다.