[화웨이] 네트워크 과제 1 - 라우팅 기초 이론

개요

화웨이 네트워크 과제를 진행하면서 네트워크에 대한 기본적인 이론과 static routing 에 대한 이론을 정리해두려고 한다.

 

네트워크 자체에 대한 내용은 이전에 넷프랙티스 과제를 진행할때 한번 설명한 적이 있다. 따라서 라우터를 직접 다루는 입장에서 더 자세하게 설명하고자 한다.

 

 

OSI 7 계층

저번에 설명했듯이 라우팅(Routing) 이란  '라우터가 IP를 기반으로 패킷의 경로(route)를 찾아주는 것'이다. 이 말을 곰곰이 생각해 보면, 반대로 IP를 기반으로 하지 않는 장비가 존재하며, 라우터는 패킷의 경로만 찾아주지 다른 역할을 하지 않는다는 걸 알 수 있다.

 

네트워크 상에서 여러 역할들을 분담하는 개념이 OSI 7 layer이다. 말 그대로 1부터 7까지 있으며, 라우터는 그중 Layer 3 네트워크 계층을 담당하고 있다. 각각의 layer 들은 자신의 역할만을 담당하고 책임지며, 다른 계층의 역할을 간섭하지 않고 서로의 역할을 제대로 수행할 것이라고 믿고 동작하도록 설계되어 있다.

 

예를 들어, 웹서버는 주로 Layer 6~7을 담당하는데, 이때 웹서버는 하단의 Layer 4/3(TCP/IP 계층) 이 알아서 잘할 것이라 믿고 동작하도록 구현되어 있다. 실제로 42서울의 Webserv 프로젝트처럼 웹서버를 직접 구현해 본 경험이 있다면, TCP/IP는 따로 구현하는 영역이 아니라, 이미 제공되는 기능을 단순히 가져다 쓴다는 점을 알 수 있을 것이다.

 

 

IP 주소와 서브넷과 게이트웨이

명령 프롬프트를 켜서 ipconfig 명령어를 실행해 보면 현재 내가 접속하고 있는 유선 네트워크 혹은 와이파이의 정보를 확인할 수 있다. 

 

 

하나의 네트워크(ex. 인터넷, 기업망, 군대)에서 장비를 식별하기 위한 값으로 사용하는 것이 아이피이다. 단말기(휴대폰, 컴퓨터) 나 네트워크 장비를 구별하기 위한 식별 주소로, 전화번호나 주소와 동일한 역할을 하는 고유한 값으로 이 주소를 기준으로 데이터가 어디로 갈지를 결정하게 된다.

 

192.168.x.x 대역은 사설 IP로 공유기에 연결되면 부여받는 아이피라고 생각하면 된다. 공유기 내부에서 사용하는 아이피로 외부와 통신하게 되면 공유기가 NAT라는 기능을 이용하여 공인 IP로 변환해 준다. 그래서 팰월드 서버 같은 걸 열면 따로 공유기 설정으로 포트포워딩(외부에서 이 포트로 접속을 시도하면 무조건 이 장비로 보내라) 같은 설정들을 해줘야 한다.

 

서브넷 마스크는 아이피 주소를 네트워크 부분과 호스트 부분을 나누는 역할을 한다. ip주소를 건물 주소로 비유해 보자면, 네트워크 부분은 특정 아파트의 단지이고 호스트 부분은 해당 아파트의 특정 호실이라고 볼 수 있다. 하나의 아파트 단지 안에서의 통신은 외부로 나갈 필요가 없으며, 외부에서 접속하려면 일단 이 아파트까지 와야 한다. 여기서 서브넷 마스크는 어디까지가 아파트 단지(네트워크)이고 어디까지가 호실(호스트)인지를 구별하는 역할을 한다.

 

게이트웨이는 이 네트워크 안에서 외부로 나가기 위해서는 어떤 장비로 보내면 되는지를 알려주는 출입구 역할을 한다. 네트워크 내부 단말기들은 목적지가 같은 네트워크 아이피가 아니라면 무조건 게이트웨이로 보내기 때문에 게이트웨이 아이피가 잘못되거나 장비에 문제가 있으면 외부 통신이 불가능해진다.

 

 

라우터가 경로를 찾는 방식

라우터는 도착지 IP 주소를 기반으로, 패킷을 어디로 보내야 할지를 판단하는 장비다. 이때 판단의 기준이 되는 것이 바로 라우팅 테이블(Routing Table)이다.

 

라우팅 테이블은 라우터가 미리 알고 있는 "네트워크 대역과 그에 대응하는 다음 목적지(Next-hop)" 정보의 목록이다. 즉, 패킷이 들어왔을 때 라우터는 이 테이블을 참조하여, 가장 적합한 경로를 찾아서 그 방향으로 패킷을 전송한다.

 

라우팅 테이블에는 목적지 네트워크 주소와 서브넷 마스크 (ex. 192.168.1.0/24), 다음 홉의 IP 주소 (Next-hop), 출력 인터페이스 등 패킷을 전달하기 위한 경로와 인터페이스를 선택할 수 있는 정보들이 들어있다.

 

 

Direct route와 Static route

다이렉트는 말그대로 직접 연결된(직결된) 장비간의 라우팅이다. 라우터는 자신에게 직결된 장비는 당연히 자신의 라우팅 테이블에 추가한다. 예를 들면 특정 인터페이스가 192.168.0.1/24 를 사용할때, 해당 인터페이스에서 스위치를 통해 해당 대역을 사용하는 상황이라면, 라우터는 해당 대역 전체를 자신이 접근할수있는 다이렉트 라우팅으로 인지한다.

 

스태틱 라우팅은 관리자가 직접 라우팅을 지정해 주는 방식이다. 단순하고 명확하며 성능에도 유리하지만, 관리자의 부담이 커서 주로 소규모 네트워크 시설이나, 상위 장비가 정해져 있는 하단 장비에서 사용된다. 특히 하단 장비는 스태틱 안에서도 default route를 사용하는데, 이름 그대로 내가 경로를 가지고있지 않은 모든 ip 경로를 상위 장비로 지정해주는 방법이다. 다른 경로로 보낼 필요가 없는 장비들에서 사용한다

 

스태틱에서도 장애에 대비하여 backup route 를 지정해 줄 수 있다. 주로 BFD와 NQA를 사용하는데, 특정 인터페이스나 ip를 감시하고 있다가 접근할 수 없게 되었을 때 라우팅 테이블을 교체하여 통신이 유지되도록 하는데에 사용한다.

 

 

화웨이 장비 명령어 실습

간단하게 두 개의 라우터와 두 라우터를 연결하는 선 하나를 가지고 loopback ip를 처리할 수 있도록 구성해 볼 예정이다.

 

system-view (cisco의 config terminal. 설정 터미널로 이동한다.)

sysname 라우터명 (라우터의 호스트네임을 원하는 이름으로 변경한다.)

 

interface loopback 0 (루프백 인터페이스 설정으로 진입한다.)

ip address 1.1.1.1 255.255.255.255 (아이피를 지정한다.)

 

quit (인터페이스 설정에서 나간다.)

interface gigabitethernet 0/0/0 

ip address 20.1.1.1 30 (255.255.255.252 대신 CIDR 표기법인 30으로 지정해도 동일한 기능을 수행함.)

(undo shutdown) (종종 link state up을 반드시 실행해줘야 하는 장비가 있는데 이 os는 자동으로 올라오는 듯하다.)

 

루프백 IP는 다른 장비와 공유하지 않는 고유 식별용 IP이기 때문에 일반적으로 /32로 설정한다. /32는 단 하나의 IP만 포함하는 서브넷으로, 네트워크 주소나 브로드캐스트 주소가 필요하지 않아 해당 IP 하나를 온전히 사용할 수 있다. 반면, 인터페이스 간 직결 연결(Point-to-Point)에서는 두 장비만 서로 통신하면 되므로, 최소한의 IP만 필요한데 이때 /30 서브넷을 주로 사용한다. /30은 총 4개의 주소를 가지며, 그중 첫 번째는 네트워크 주소, 마지막은 브로드캐스트 주소로 예약되어 있으므로 실제로 사용할 수 있는 IP는 2개뿐이다. 따라서 양쪽 장비가 각각 하나씩 사용할 수 있어 직렬 인터페이스나 P2P 링크에 적합한 구조다.

 

네트워크 주소는 해당 서브넷 전체를 대표하는 주소로, 라우팅 테이블에서는 이 네트워크 대역에 속한 모든 호스트를 대상으로 경로를 설정할 때 사용된다. 예를 들어 192.168.0.1/24로 설정된 장비가 있다면, 다른 라우터에서는 이 장비를 192.168.0.0 255.255.255.0 대역으로 인식하고 라우팅 경로를 지정해야 한다. 마찬가지로, 브로드캐스트 주소는 해당 네트워크 내 모든 장비에 동시에 패킷을 전송할 때 사용되는 예약 주소이므로 일반 장비에는 할당할 수 없다. 이러한 이유로, 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소는 항상 예약되며, /32처럼 오직 하나의 IP만 존재하는 경우에는 예외적으로 그 하나의 IP를 직접 장비에 할당하여 사용할 수 있다.

 

ip route-static 1.1.1.2 255.255.255.255 20.1.1.2

static routing 을 설정하여 2번 장비의 루프백 아이피로 가는 통신은 2번 장비와의 인터페이스 아이피를 넥스트홉으로 지정한다. 루프백 아이피는 /32로 지정하기 때문에 다른 장비와 연결되지 않아 1.1.1.2 가 2번 장비에 있음을 알려줘야 하기 때문.

 

ping 1.1.1.2 (-a 옵션은 핑의 출발지 IP를 지정함. 지정하지 않으면 해당 아이피로 가기 위한 인터페이스 아이피를 사용한다.)

2번 장비에도 동일한 설정을 해준 다음 핑을 날려보면 정상적으로 패킷이 오고 감을 알 수 있다.

 

ctrl + z (system-view 에서 나가기 = cisco의 end)

display current-configuration (cisco의 show running-config. sh run으로 줄이듯이 dis cu로 줄이기 가능)

 

save (cisco 의 write처럼 current-configuration을 startup-configuration으로 저장한다.)

 

 

결론

eNSP 상에서 Huawei 장비의 cli 사용법과 기본적인 설정 방법과 명령어를 적어보았다. 그리고 실무에서 루프백 인터페이스가 왜 /32를 사용하는지와 인터페이스 아이피를 /30으로 지정해서 사용하는 이유에 대해서도 간단하게 적어보았다.

 

이전에 서브네팅된 네트워크 주소의 제일 처음과 마지막 주소는 예약된 주소로 사용하지 않는다고 언급한 적이 있다고 생각했는데, 그때는 netpractice 과제 중이라 그냥 이 두 개의 아이피는 쓸 수 없다라고만 적고 넘어가서 좀 더 자세하게 적었다.

 

기본적인 장비 설정 방법을 다 적었으므로 다른 글에서는 따로 언급하지 않을 예정이다. 사실 장비를 몇 번만 만져봐도 어려운 부분은 없고 헷갈리는 부분만 있기 때문에(2주 동안 dis cu 를 썼는데도 의식을 안 하면 sh run 이 먼저 써지는 중) 금방 적응할 수 있을 것이다.