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경로 요약 (Route Summarization)

 ※ 경로 요약(Route Summarization)은 Supernetting, Route Aggregation 이라고도 한다.

아래와 같은 4개의 네트워크가 있다고 가정한다.

 만약 위 네트워크들의 경로가 같더라도 라우팅 테이블에는 5개의 항목이 존재할 것이다. 하지만 경로를 요약하여 하나의 네트워크 주소로 표현한다면 라우팅 테이블에는 1개의 항목이 존재하게 되고 라우터의 메모리를 절약할 수 있다. 또한 라우팅 정보를 전달할 때도 1개의 항목만 전달하면 되므로 라우팅 정보 교환시에 통신 대역을 절감할 수 있다.

 ※ 참고로 위의 네트워크는 하나의 네트워크 주소로 요약되지 않는다.

경로 요약시 주의할 점이 있다.

1. 요약할 네트워크는 연속적이어야 한다.

2. 요약되는 네트워크의 개수가 2^n개여야 한다. {1.0.0.0 ~ 1.9.0.0 네트워크가 있다고 가정하면 1.0.0.0 ~ 1.7.0.0 (2^3개)가 1.0.0.0/13로 요약되고 1.8.0.0 ~ 1.9.0.0 (2^1개)가 1.8.0.0/15으로 요약된다.}

3. 따라서 요약했을 때 기준값이 되는 처음 주소는 0,2,4,8,16,32...과 같이 2^n이 된다. {1.7.0.0 ~ 1.8.0.0이 있을 때 둘은 1.7.0.0/15과 같이 하나도 요약 될 수 없다. 7은 2^n이 아니다. 요약하면 1.7.0.0/16와 1.8.0.0/16 각각 그대로 이다.)

 경로 요약 방법

1. 네트워크 주소를 2진수로 변환한다.

2. 3옥텟의 6비트까지 동일함을 알 수 있다. 즉 22비트까지 동일하다. 또한 3옥텟의 6비트까지 동일하면서 위의 네트워크 주소 외에 다른 네트워크는 없다. (이 말은 주어진 네트워크 주소가 연속적이라고 할 수도 있다.)

* 쉽게 말해서 3옥텟의 000010xx에서 xx부분에 00, 01, 10, 11과 같이 모든 경우의 수가 들어와 있기 때문에 다른 네트워크는 존재할 수가 없다.

3. 첫번째 주소를 기준으로 하여 160.230.8.0/22 가 요약된 네트워크 주소가 된다. (요약된 네트워크의 개수는 4개)

* 쉬운 방법 : 요약될 수 있는 곳의 수(160.230.8.0에서는 8)가 4의 배수(4의 배수인 경우에는 연속된 4개의 네트워크 주소가 있어야 한다.)로, 다시 표현하면 2^2의 배수인 경우이다. 그러면 3옥텟 즉, 24비트에서 2비트를 빼주면 된다. 요약될 수 있는 곳의 수가 2^n의 배수이면 (기본 서브넷 마스크 비트수 - n)을 해주는 것이다.

만약에 위의 네트워크에 160.230.7.0가 추가되면 어떻게 요약이 될까?

이때는 160.230.8.0 ~ 160.230.11.0 까지는 160.230.8.0/22로 요약이 되고 160.230.7.0은 160.230.7.0/24로 된다.

(160.230.0.0부터 시작해서 요약 한다고 생각했을 때 160.230.7.0과 168.230.8.0은 요약 할 수가 없다. 2^n개씩 요약 할 수 있으므로 0~7로 요약했을 때를 생각하면 7, 8이 요약 될 수 없다는 것을 알 수 있다.)

여기서 더 나아가서 160.230.6.0까지 추가된다면?

160.230.6.0에서 요약될 곳의 수가 6이다. 이것은 2^1의 배수이고 2의 배수인 경우 연속된 2개의 네트워크 주소가 있어야 한다. 따라서 160.230.6.0 ~ 160.230.7.0이 요약되는데 2^1이므로 (기본 서브넷 마스크 비트수 - 1)이 되어 160.230.6.0/23으로 요약된다. 나머지 여전히 160.230.8.0 ~ 160.230.11.0 까지는 160.230.8.0/22로 요약된다.

글로 된 설명이 어려우면 아래의 그림을 참고하자.

<그림1> Class C IP Address가 256개 있을 경우 요약 범위(})

그림1을 다시 글로 요약하면 아래와 같다.

요약될 수 있는 네트워크 주소의 수가 

(2^1=2)의 배수일 경우는 자신을 포함 연속 2개의 Network Address가 필요하고 Network Address / (default_submask_bit수 - 1) 으로 요약

(2^2=4)의 배수일 경우는 자신을 포함 연속 4개의 Network Address가 필요하고 Network Address / (default_submask_bit수 - 2) 으로 요약

(2^3=8)의 배수일 경우는 자신을 포함 연속 8개의 Network Address가 필요하고 Network Address / (default_submask_bit수 - 3) 으로 요약

(2^4=16)의 배수일 경우는 자신을 포함 연속 16개의 Network Address가 필요하고 Network Address / (default_submask_bit수 - 4) 으로 요약

(2^5=32)의 배수일 경우는 자신을 포함 연속 32개의 Network Address가 필요하고 Network Address / (default_submask_bit수 - 5) 으로 요약

(2^6=64)의 배수일 경우는 자신을 포함 연속 64개의 Network Address가 필요하고 Network Address / (default_submask_bit수 - 6) 으로 요약

(2^7=128)의 배수일 경우는 자신을 포함 연속 128개의 Network Address가 필요하고 Network Address / (default_submask_bit수 - 7) 으로 요약

(2^8=256)의 배수일 경우는 자신을 포함 연속 256개의 Network Address가 필요하고 Network Address / (default_submask_bit수 - 8) 으로 요약

 이것을 염두에 두고 처음부터 다시 보면 이해가 쉽다.

 연습삼아 하나 더 해보자. (이제는 이진수가 없어도 가능하다. 정확히 확인하려면 이진수로 변환해서 경우의 수를 살펴보면 보라.)

160.230.9.0 -> 9는 2^0의 배수이므로 1개의 주소(자기 자신)가 필요하고 160.230.9.0/(24-0)이 되어서 160.230.9.0/24로 요약

160.230.10.0 -> 10은 2^1의 배수이므로 2개의 주소(160.230.10.0 ~ 160.230.11.0)가 필요하고 160.230.10.0/(24-1)이 되어서 160.230.10.0/23으로 요약

160.230.11.0

160.230.12.0 -> 12는 2^2의 배수이므로 4개의 주소(160.230.12.0 ~ 160.230.15.0)가 필요하고 160.230.12.0/(24-2)이 되어서 160.230.12.0/22로 요약

160.230.13.0

160.230.14.0

160.230.15.0

따라서

위와 같이 요약된다.

 이것을 B class로 바꿔도 마찬가지의 방법으로 하면 된다.

160.9.0.0 -> 9는 2^0의 배수이므로 1개의 주소(자기 자신)가 필요하고 160.9.0.0/(16-0)이 되어서 160.9.0.0/16으로 요약

160.10.0.0 -> 10은 2^1의 배수이므로 2개의 주소(160.10.0.0 ~ 160.11.0.0)가 필요하고 160.10.0.0/(16-1)이 되어서 160.10.0.0/15으로 요약

160.11.0.0

160.12.0.0 -> 12는 2^2의 배수이므로 4개의 주소(160.12.0.0 ~ 160.15.0.0)가 필요하고 160.12.0.0/(16-2)이 되어서 160.12.0.0/14로 요약

160.13.0.0

160.14.0.0

160.15.0.0

따라서

위와 같이 요약된다.

패킷트레이서를 이용한 디폴트 정적 라우팅 설정 방법

 출입 경로가 하나 뿐인 스터브 네트워크는 디폴트 정적 경로 설정이 가능하다.

 기본 명령어의 형식은

 정적 경로 설정과 비슷하다. 달라진 부분은 네트워크 주소와 서브넷 마스크가 0.0.0.0 (쿼드 제로, Quad-Zero)인 것이다.

Router2와 같이 두 개의 서로 다른 경로가 존재하므로 디폴트 정적 경로를 설정할 수 없다.

 아래는 Router0의 디폴트 정적 경로 설정 예시이다.

반드시 기존의 정적 경로은 삭제해야 한다.

 라우팅 테이블을 보면 디폴트 정적 경로 설정은 S*로 표기되는 것을 확인할 수 있다. 빨간색으로 표시한 기존의 정적 경로는 삭제해야 한다는 것을 다시 한 번 강조한다. 미삭제시 패킷이 전송되지 않는다.

 이 방법으로 라우팅 프로토콜 설정을 단순하게 해줄 수 있고 라우팅 테이블을 간결하게 할 수 있다.

패킷트레이서를 이용한 정적 라우팅 설정 방법

(대부분의 글을 선행 지식 없이도 할 수 있게끔 처음부터 차곡차곡 포스팅 하려고 노력합니다. 하지만 이 글은 제가 기억이 잘 나지 않을 때 알아보기 위한 용도로 쓰는 것을 밝혀 둡니다.)

장점

  - 동적 라우팅에 비해 설정이 비교적 간단

  - 라우팅 정보를 주고 받지 않기 때문에 네트워크 및 라우터 장치의 부담이 적음

단점

  - 라우팅 정보 수정시 수작업이 필요함

기타

  일반적으로 소규모 네트워크에서 사용

  중대형 네트워크에서는 동적 라우팅과 혼합하여 사용

기본 네트워크 토폴로지

(그림1. 클릭시 원본 크기로 볼 수 있습니다.)

 위와 같은 구성에서 PC0에서 PC1로 ping이 제대로 갈까? No!

 다이렉트로 연결된 PC0과 Router0, Router0와 Router2, Router2와 PC2 사이에 ping은 오가지만 PC0과 PC1은 이대로는 불가능하다. 이때 정상적으로 ping을 주고 받기 위해 정적 라우팅을 설정해주면 된다.

정적 라우팅 설정 기본 명령어 형태

Router(config)#ip route network-address subnet-mask {ip-address | exit-interface}

 * 중괄호 안에 있는 것은 둘 중에 하나를 입력하면 된다는 뜻이다.

여기서 ip-address는 이웃 라우터 인터페이스의 주소이다. exit-interface는 자신의 인터페이스이다.

(그림2. 클릭시 원본 크기로 볼 수 있습니다.)

 위와 같이 설정해주면 ping이 제대로 가는 것을 확인할 수 있다.

(그림3. 클릭시 원본 크기로 볼 수 있습니다.)

Router#show ip route

위 명령어를 통하여 라우팅 정보를 확인하면 그림3과 같이 정적 라우팅이 추가된 것을 확인할 수 있다.

 위 그림의 설정은 Router(config)#ip route network-address subnet-mask {ip-address | exit-interface} 에서 ip-address를 사용했다. 출력 인터페이스(exit-interface) 유형과 번호를 지정하는 방법을 하려면 기존 설정을 지워야 한다. ip주소, 호스트 이름을 바꿀 때는 명령어를 다시 입력해주면 덮어쓰기가 되지만 기존 설정을 지우기 위해서는 앞에 no를 써주면 된다. 아래에 예를 들어 보겠다.

Router#no ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 192.168.20.2

 이렇게 기존 설정을 지운 다음 출력 인터페이스로 다시 설정을 해준다.

Router#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 se/0/1/0

 ip-address와 출력 인터페이스를 사용하면 라우팅 테이블에서 엔트리 표기 방법은 조금 달라진다. 하지만 패킷 전달 결과는 같다.

가장 큰 차이는 라우팅 동작에 있다. 바로 반복적 혹은 순환적 경로 참조(recursive route lookup)이다. 이것은 라우터가 패킷을 전달하기 전에 라우팅 정보 룩업을 여러 번 하는 것이다. 출력 인터페이스로 설정하면 해당 출력 인터페이스 룩업 후에 바로 패킷을 전송할 수 있다. 하지만 ip-address로 설정시 해당 ip-address를 가지는 인터페이스가 어디에 있는지 한 번 더 룩업해야 한다.

 결론적으로 출력 인터페이스로 설정하는 것이 효율적이다.

 ※ 스터브 네트워크(stub network) : 외부 네트워크와의 통신 경로가 유일무이한 네트워크

     ex) Router0과 Router1의 로컬 네트워크