[21.12.27] 네트워크 CS 정리 3일차(서적 참조)
참고
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킹 오브 네트워킹 KING of Networking - YES24
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패킷트레이서를 활용한 컴퓨터네트워크 - 인프런 | 강의
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목적
네트워크 CS 이론에 대해 머릿속에 다시 상기시키고자 해당 글을 작성한다.
경로 축약(슈퍼네팅, 루트 섬머라이제이션(Route Summarization))
경로 축약이란? 다수의 네트워크 대역을 하나로 축약하여 표시하는 것을 말한다.
경로 축약의 장점
1) 네트워크 변화 정보가 일부에게만 전송되어 네트워크를 안정화시킴
R2는 목적지 IP 주소 192.1.4.0/24 ~ 192.1.5.0/24 사이의 패킷들을 모두 라우터2에게 보내라는 전송 정보를 라우터1에게 보낸다. 이와 같은 광고를 수신한 라우터1은 자신의 라우팅 테이블에 기록을 한다.
만약에 라우터4가 어떤 불가사의 한 원인에 의해 다운이 됐다고 생각하자. 그러면 주기적으로 헬로 패킷에 의해 갱신되는 동적 라우팅 프로토콜에 의해 라우팅 테이블이 갱신될 것이다. 다시 라우터4가 살아나면 라우터2가 라우터1에게 주기적으로 보내는 헬로 패킷에 의해 라우터1의 라우팅 테이블이 또 갱신 될 것이고 이는 라우터의 부하가 걸려 문제를 일으킬 것이다.
하지만 경로를 축약하여 R2가 192.1.4.0/24, 192.1.5.0/24 두개의 정보를 보내는 대신 192.1.4.0/23으로 설정한다면 하나의 정보만 R1에게 광고하면 된다.
2) 장애처리 및 네트워크 관리가 쉬워진다.
라우팅 테이블에서 관리해야 할 주소가 많아지면 관리하기 힘들어진다. 하지만 경로 축약을 하면 관리하기 쉬워진다.
3) 라우팅 테이블을 유지하기 위해 필요한 라우터 리소스의 낭비를 방지한다.
라우팅 테이블은 라우터의 DRAM에 저장되며, 크기가 증가하면 라우터의 성능이 떨어지고, 경로를 검색하는 시간이 느려진다. 게다가 성능이 떨어지는 라우터가 수만 개 정도로 광고되는 네트워크 주소 정보를 받으면 순간적으로 많아지는 리소스 때문에 가용성이 침해되어 장비가 다운된다. 경로 축약은 이러한 가용성 침해를 방지한다.
단점 : 대역폭(Bandwidth)이 낭비될 수 있다.
만약 라우터 3에 속하는 192.1.4.0/24 네트워크가 어떤 이유에 의해 다운됐다고 생각하자. 라우터 1은 라우팅 테이블에 해당 네트워크가 축약되어 저장되기 때문에 목적지가 192.1.4.x인 패킷을 라우터2에게 보낼 것이다. 이걸 받은 라우터2는 라우터3가 다운 됐다는 것을 알고 해당 패킷을 폐기할 것이다. 결국 라우터1과 라우터2 사이에 있는 이더넷 회선의 대역폭이 낭비될 수 있다.
경로 축약(슈퍼넷팅, 루트 섬머라이제이션) 계산 방법
책에서는 두 가지 규칙을 적용하면 되지만 실질적으로 한 가지의 규칙을 적용하면 경로 축약 이해 가능하다.
현재의 마스크에서 n 만큼 뺀다면, 현재 마스크를 가진 네트워크 2^n 개가 축약이 된다.
이 규칙을 증명해보자.
만약 192.168.4.0/24 ~ 192.168.7.0/24 를 축약을 한다고 생각해보자. /24에서 2만큼 빼면 /22, 2^2 = 4, 그러니까 세번째 옥텟이 공차가 4씩 적용되어 슈퍼넷팅이 적용됨. why?
볼드체는 네트워크 구간, 볼드체가 아닌 것은 호스트 구간
1111 1111. 1111 1111. 1111 1100.0000 0000 (서브넷 마스크 2진수 환산 /22)
1100 0000. 1010 1000. 0000 0100.0000 0000 (192.168.4.0 2진수 환산)
1100 0000. 1010 1000. 0000 0101.0000 0000 (192.168.5.0 2진수 환산)
1100 0000. 1010 1000. 0000 0110.0000 0000(192.168.6.0 2진수 환산)
1100 0000. 1010 1000. 0000 0111.0000 0000(192.168.7.0 2진수 환산)
어?! /22로 축약하니 23, 24 비트가 호스트 구간이므로... 동일 서브넷을 판별하는 주요 옥텟은 세번째 옥텟이며, 비트는 23, 24 비트에 의해 좌지우지 된다.
만약 192.168.0.0/25 ~ 192.168.1.128/25 를 /23으로 축약한다고 가정한다면?
1111 1111. 1111 1111. 1111 1110.0000 0000 (서브넷 마스크 2진수 환산 /23)
1100 0000. 1010 1000. 0000 0000.0000 0000 (192.168.0.0/25 2진수 환산)
1100 0000. 1010 1000. 0000 0000.0100 0000 (192.168.0.128/25 2진수 환산)
1100 0000. 1010 1000. 0000 0001.0000 0000 (192.168.1.0/25 2진수 환산)
1100 0000. 1010 1000. 0000 0001.0100 0000 (192.168.1.128/25 2진수 환산)
1100 0000. 1010 1000. 0000 0010.0000 0000 (192.168.2.0/25 2진수 환산) // 축약을 한다면 위에 있는 네트워크 대역과 다르기 때문에 다른 경로 축약 주소가 된다.
하지만 경로축약(슈퍼넷팅, 루트 섬머라이제이션)은 빡쌔게 하지 않아도 된다. 왜냐? '롱기스트 매치룰'이라는 개념과 느슨한 축약으로 할당 해도 됨!
롱기스트 매치 룰? '서브넷 비트 수가 가장 길게 일치하는 방향으로 패킷이 전송되는 개념.'
if) R1의 라우팅 테이블에 '192.168.3.0/24 는 R2로 보내세요'가 있고, 또 하나는 '192.168.0.0/16 은 R3로 보내세요' 가 있다. 192.168.3.0/24 는 롱기스트 매치 룰에 의해 R2로 가며, 나머지 대역은 R3로 보내진다. VLSM의 원리와 서브넷 마스크의 개념을 합친게 롱기스트 매치 룰 개념 같다.(필자만의 생각)
VLSM? Variable Length Subnet Mask, 가변길이 서브넷 마스크라고 하며, 서로 다른 길이의 서브넷 마스크를 사용하는 것을 의미
ex) 192.168.50.0/24 대역을 나눠서 쓰고 싶어요! a 사무실 60대의 종단 장비가 있다면? 192.168.50.0/26( 총 호스트 주소를 62개 쓸 수 있음 why? 64 - 2(네트워크 주소 : 192.168.50.0, 서브넷 마스크 주소 : 192.168.50.63)
/26 서브넷으로 쪼개었으니, 그럼 남은 주소는? 192.168.50.64 ~ 192.168.50.255
금일 패킷 트레이서 토폴로지(복기를 위해 작성함)
하나의 원리를 파고들면 다른 원리가 튀어 나와 우리를 지속적으로 궁금증을 유발하는게 공부다. 대체 어디까지 파고들어야 되는 것일까? 이 원리를 파고들고 잘 준비한다면 좋은 결과가 있을 것이다. 난 그렇게 믿는다.
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