[오리뎅이의 라우팅 이야기 - 1] Connected - IP 네트워킹, 라우팅의 시작 - 1/3
오리뎅이의 라우팅 테이블 훔쳐보기안녕하세요? 오리뎅이입니다.
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티스토리에 새롭게 둥지를 만들고, 첫번째 글을 작성하고 있습니다. 작년(2019년) 중반 즈음에 쿠버네티스를 접하게 되면서, 연이어 Public Cloud까지 공부해야 할 것들이 너무 많아서 이것 저것 들여다 본다고, 블로그 글을 거의 올리지 못하고 있었습니다. 계속 주어 담기만 하다보니, 하고픈 이야기들이 꽉꽉 들어 차서 흘러 넘칠 것 같습니다. 이제 이야기 보따리를 좀 풀어 보려고 합니다. (^^). 그 첫번째로 라우팅 프로토콜 이야기 보따리를 풀어 헤쳐 보겠습니다.
[오리뎅이의 LAN 통신 이야기]에서는 주로 LAN Switching에 대해서 다루었었습니다. 동일한 LAN 내부에 있는 목적지 장비와의 통신 과정, 그리고 하나의 LAN에 속해 있는 장비와 다른 LAN에 속해 있는 장비와의 통신 과정을 삼테이블(Routing Table, ARP Table, MAC Table)의 생성과 변경 그리고 삭제 과정을 통해서 살펴 보았었습니다. 고로 LAN과 다른 LAN간의 통신은 Router 혹은 Routing 기능을 제공하는 L3 이상 장비를 통해서 이루어 진다는 것을 저희는 LAN 통신 이야기에서 이미 알아 보았었습니다. 그렇지만, LAN 통신 이야기에서는 라우팅 프로토콜들에 대해서는 다루지 않았었습니다.
LAN 통신 이야기에 이어서 라우팅 프로토콜에 대한 글을 계속하려는 생각이 없었던 것은 아니었지만, 저 개인적으로는 당시에 라우팅 프로토콜을 Deep Dive 해야 할 필요성을 느끼지 못했었기 때문에 미루고 있었습니다. 그런데, 쿠버네티스와 퍼블릭 클라우드를 공부하면서 오히려 전에는 사용할 일이 없겠다고 느꼈던 라우팅 프로토콜, BGP의 어택(?)을 받았습니다. 또한 VxLAN(Virtual eXtensible LAN)과 EVPN(Ethernet VPN)을 기반으로 해서 Leaf/Spine switch로 구성되는 Data Center IP Fabric에서도 Underlay IGP와 Overlay iBGP, 그리고 Customer tenant network와의 eBGP 연동 등으로 동적(Dynamic) Routing Protocol을 업무에서 접하게 되는 빈도가 전에 없이 급증 하였습니다. BGP를 자세하게 이해하지 않고서는 EVPN을 이해할 수 없습니다. 또한, BGP를 이해하려면 IGP로 사용되는 OSPF나 IS-IS에 대해서도 자세하게 알아야 할 필요가 있습니다. 결국 모 다 알아야 되는거 아니겠습니꽈? (^^). 지금 만나러 갑니다. 다 주거써~ 라우팅 프로토콜들!! 딱 기다렷!!
경고1 : 이 글은 네트워크 입문자분들을 독자로 예상하고 쓰는 글이오니, 중수 이상 분들은 오글거림을 각오하삼!!
경고2 : 글 내용이 투머치 롱롱 하니께유, 심호흡 한번씩 하시고 시작하세유~~
Connected - IP 네트워킹, 라우팅의 시작
일반적으로 잘 알려진 동적(Dynamic) 라우팅 프로토콜들로는 RIP, OSPF, IS-IS, BGP(iBGP, eBGP)가 있습니다. 그 외에 시스코에서 만든 IGRP와 EIGRP도 시스코 장비의 시장 장악력에 기반하여 많이 사용되고 있기때문에, 일반 IT 엔지니어들에게는 몰라도 스위치나 라우터 같은 네트워크 장비를 다루는 네트워크 엔지니어들에게는 잘 알려져 있습니다. 다이나믹 라우팅 프로토콜과 더불어 모든 IP 장비의 라우팅 테이블에 빠지지 않는 두가지 라우팅 프로토콜이 있습니다. 바로 Connected와 Static Routing입니다. Cisco 라우터에서는 Connected와 Static Routing도 각각의 하나의 라우팅 프로토콜 프로세스로 구동을 한다고 합니다. 다른 벤더 장비에서도 그렇게 동작하는지는 모르겠습니다. 동적 라우팅 프로토콜들에 대해서 자세하게 알아보기 이전에 Connected와 Static Routing에 대해 자세히 알아 보려고 합니다. 지금, Now, 당장은 우선 Connected (연결됨)에 대해 자세히 알아 볼 것입니다. Connected 하면 떠올려야 할 아래 몇가지 중요한 개념들에 대해서 하나씩 하나씩 자세히 알아 볼 것입니다.
- Connected를 만드는 기술
1) 인터페이스에 IP와 subnet mask를 설정하는 순간 - Connected의 탄생
2) Static route로 만드는 Connected
- L2 연결은 MAC으로 통신한다는 의미가 아니랍니다
- 직접 전달 vs 간접 전달
- 라우터의 직접 전달
- Connected가 라우팅 테이블에서 사라졌다 - 링크 down
- "Destination host unreachable" vs "Destination net unreachable"
Winodws, Linux 및 라우터에서 각각 라우팅 테이블을 출력해 보면, 라우팅 테이블 엔트리(entry:항목)에서 Connected (연결됨)를 쉽게 발견할 수 있습니다. 아래 참조1, 참조2, 참조3은 각각 Windows 10, Cisco Router, Ubuntu Linux에서 라우팅 테이블을 출력해 본 예입니다.
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C:\WINDOWS\system32>route print
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IPv4 경로 테이블
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활성 경로:
네트워크 대상 네트워크 마스크 게이트웨이 인터페이스 메트릭
0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.35.1 192.168.35.120 25
192.168.35.0 255.255.255.0 연결됨 192.168.35.120 281
192.168.35.120 255.255.255.255 연결됨 192.168.35.120 281
192.168.35.255 255.255.255.255 연결됨 192.168.35.120 281
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참조1 : Windows 10 라우팅 테이블
Windows 라우팅 테이블에서는 한글인 경우에는 게이트웨이 컬럼에 연결됨으로 표시가 됩니다. 영문 윈도우인 경우에는 Connected 라고 출력이 됩니다.
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Router# show ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, * - candidate default
Gateway of last resort is not set
C 172.19.64.0 is directly connected, Ethernet0
171.69.0.0 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 171.69.232.32 255.255.255.240 is directly connected, Ethernet0
S 171.69.0.0 255.255.0.0 is directly connected, Ethernet0
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참조2 : Cisco Router 라우팅 테이블
Cisco 라우터의 라우팅 테이블에서는 "show ip route" 명령으로 라우팅 테이블 엔트리(항목)를 조회할 수 있습니다. 참고2를 보면, 윗 부분에 Codes 들에 대한 설명이 쭈르륵 나열되어 있습니다. 그 중에 가장 첫번째에 "C - connected" 라고 보여주고 있습니다. 또한 중간 부분에는 "directly connected, Ethernet0"와 같이 어느 인터페이스에 직접 연결되어 있는지도 설명해 주고 있습니다. 밑부분에 엔트리들을 보면, 맨 앞에 C, S 와 같이 영문 대문자로 각 엔트리가 어떤 라우팅 프로토콜에 의해서 등록된 것인지를 표시해 보여 줍니다. S는 static routing protocol에 의해서 설정된 것임을 나타냅니다.
* 엔트리(entry:항목) : 라우팅 테이블을 출력하면, 많은 행(row)들이 출력됩니다. 행 하나 하나를 엔트리라고 부릅니다
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root@k1-master01:~# route -n
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
0.0.0.0 172.28.1.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 ens1f0
10.244.24.64 172.19.21.13 255.255.255.192 UG 0 0 0 tunl0
10.244.108.0 0.0.0.0 255.255.255.192 U 0 0 0 *
10.244.108.10 0.0.0.0 255.255.255.255 UH 0 0 0 vethcbcf231e16d
10.244.108.11 0.0.0.0 255.255.255.255 UH 0 0 0 veth039a14621a0
172.17.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 0 0 0 docker0
172.18.1.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 ens1f0
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참조3 : Linux 라우팅 테이블 by "route -n"
Linux에서는 "route -n" 명령으로 라우팅 테이블을 출력해 볼 수 있습니다. Gateway column이 "0.0.0.0" 으로 표시되는 것들이 Connected 입니다. Linux에서는 "route -n" 명령 외에 "ip route show" 명령을 이용해서도 라우팅 테이블 항목들을 아래와 같이 출력해 볼 수 있습니다.
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root@k1-master01:~# ip route show
default via 172.18.1.1 dev ens1f0 proto static
10.244.24.64/26 via 172.19.21.13 dev tunl0 proto bird onlink
blackhole 10.244.108.0/26 proto bird
10.244.108.10 dev vethcbcf231e16d scope link
10.244.108.11 dev veth039a14621a0 scope link
10.244.112.192/26 via 172.19.21.11 dev tunl0 proto bird onlink
172.17.0.0/16 dev docker0 proto kernel scope link src 172.17.0.1 linkdown
172.18.1.0/24 dev ens1f0 proto kernel scope link src 172.18.1.24
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참조4 : Linux 라우팅 테이블 by "ip route show"
"route -n" 명령의 출력문에서 Gateway가 "0.0.0.0" 이었던 destination network에는 공통적으로 "scope link"가 적혀 있습니다. Linux에서 "man ip" 명령으로 scope에 대한 설명을 보면, scope 에 대해서 아래와 같이 설명하고 있습니다.
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scope SCOPE_VAL
the scope of the destinations covered by the route prefix. SCOPE_VAL may be a number or a string from
the file/etc/iproute2/rt_scopes. If this parameter is omitted, ip assumes scope global for all gatewayed
unicast routes,scope link for direct unicast and broadcast routes and scope host for local routes.
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참조5 : Linux "man ip route" 명령으로 조회한 scope link 정의
"scope link for direct unicast and broadcast routes" : 직접 연결된 unicast와 broadcast 루트
이렇게 모든 IP 장비의 라우팅 테이블에는 무조건 Connected 항목이 있습니다. 이 항목이 없다면 거짓말입니다. "무조건 무조건이야~~~!" 왜 무조건일까요? 어떻게 Connected가 생성되는지를 알게 되면, 왜 무조건인지 이해가 됩니다. 함께 알아 보시죠~! ^^
Connected를 만드는 기술
Connected를 만드는 방법은 다음과 같이 2가지가 있습니다. 첫번째 방법은 IP 월드를 살고 있는 저희들이 너무나 잘 알고 있는 방법입니다.
1) 인터페이스에 IP와 subnet을 설정하는 방법
2) Static route 설정 시 nexthop 지정하지 않고, interface만 지정하는 방법
PC나 노트북을 받아서 Interface에 IP와 subnet을 그리고 Gateway를 설정하는 것은 누구나가 알고 있습니다. PC나 서버와 같은 host 뿐만 아니라 라우터와 L4/L7 Load Balancer, Firewall, NAT, 스마트폰에 이르기까지 모든 IP 통신을 하는 장비들은 Ethernet Interface에 IP와 subnet을 설정하면, 라우팅 테이블에 connected route 엔트리가 생성 됩니다. 시스코 패킷 트레이스를 이용해서 라우터와 PC, 그리고 서버에 각각 IP와 subnet을 설정해서 connected가 생성되는지를 확인해 보겠습니다. 먼저 라우터와 라우터간 연결 인터페이스에 IP와 subnet을 설정해서 connected route 엔트리가 생성되는지를 보겠습니다.
인터페이스에 IP와 subnet을 설정하는 방법 - 라우터
패킷트레이서에서 2911 IP 2대를 서로 연결하고, IP와 subnet은 설정하지 않은 상태에서 route table을 보면 아래 참조5와 같이 아무런 엔트리도 생성되어 있지 않습니다.
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Router#show ip route
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
* - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
P - periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set
Router#
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참조6 : 인터페이스에 IP와 subnet을 설정하기 전 라우팅 테이블
이제 양쪽 라우터끼리 서로 연결된 인터페이스에 각각 IP와 subnet을 설정하고, connected route 엔트리가 생성되는 것을 확인해 보겠습니다.
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Router2#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router2(config)#int GigabitEthernet 0/0
Router2(config-if)#ip address 10.10.10.1 255.255.255.252
Router2(config-if)#no shut
%LINK-5-CHANGED: Interface GigabitEthernet0/0, changed state to up
Router2(config-if)#exit
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface GigabitEthernet0/0, changed state to up
Router2>show ip route
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
* - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
P - periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 10.10.10.0/30 is directly connected, GigabitEthernet0/0
L 10.10.10.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
Router2>ping 10.10.10.2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.10.2, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 0/0/0 ms
Router2>
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Router3#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router3(config)#int GigabitEthernet 0/0
Router3(config-if)#ip address 10.10.10.2 255.255.255.252
Router3(config-if)#no shut
%LINK-5-CHANGED: Interface GigabitEthernet0/0, changed state to up
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface GigabitEthernet0/0, changed state to up
Router3(config-if)#exit
Router3#show ip route
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
* - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
P - periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 10.10.10.0/30 is directly connected, GigabitEthernet0/0
L 10.10.10.2/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
Router3>ping 10.10.10.1
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.10.1, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms
Router3>
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참조7 : 라우터 인터페이스에 IP와 subnet 설정하니 뚝딱 생겨난 Connected와 Local
Router2와 Router3가 서로 연결된 GigabitEthernet 0/0 인터페이스에 각각 IP와 subnet mask를 입력하고, "no shut" 명령을 입력하자,
"line protocol %LINEPROTO-5-PDOWN: Line protocol on Interface GigabitEthernet0/0, changed state to up"
이와 같은 로그가 출력되었고, 이어서 바로 라우팅 테이블을 다시 확인해 보니, 2개의 routing 엔트리가 생성되어 있는 것이 보입니다.
"어! 왜 2개지??? ㅎㅎㅎ"
앞에 "C" 로 마킹된 것은 제가 지금까지 얘기하고 있었던 "Connected"인데요. "L" 로 마킹 된 엔트리가 하나 더 생성되어 있네요. L은 위에 설명을 보니 "L - local" 이라고 되어 있습니다. 그리고, 엔트리의 IP/prefix를 보니 10.10.10.1/32와 10.10.10.2/32 로 자기 자신 Interface에 할당 된 IP가 host subnet(subnet mask 255.255.255.255 또는 Prefix length 32)으로 local로 생성이 되는군요. 당황스럽네요. 다행히 사업자에게 데모하는 상황이 아니라 당황한 얼굴 표정은 안 들켰습니다. (^^) 사업자에 데모하는 와중에 예상치 못한 이런 결과가 톡 튀어 나오면, 정말 당황 스럽죠. 당황해서 "어버버~~~" 하기도 합니다. ㅋㅋㅋ
Local은 라우터에서나 Host에서나 같은 의미로 사용됩니다. Linux에서도 아래와 같이 "ip route show table local" 이라는 명령으로 host inteface에 항당한 IP들이 local routing table에 설정되어 있는 것을 확인할 수 있습니다.
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root@k1-master01:~# ip route show table local
local 127.0.0.1 dev lo proto kernel scope host src 127.0.0.1
local 172.28.1.24 dev enp1s0 proto kernel scope host src 172.28.1.24
local 172.29.21.6 dev enp6s0 proto kernel scope host src 172.29.21.6
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참조8 : Linux host local routing table
참고로 쿠버네티스의 Serivce Type의 하나인 nodePort 서비스 타입을 설명하는 내용 중에 "nodePort 타입 서비스를 생성하면 LocalIP:NodePort로 서비스에 접속이 가능하다"는 설명이 있습니다. 여기서 말하는 LocalIP도 linux host에 설정된 Local IP들을 의미합니다. NodePort 서비스 접속은 loopback IP인 localhost, 127.0.0.1을 포함한 모든 host Local IP를 사용할 수 있습니다.
Windows도 Local을 라우팅 테이블에 등록합니다. 저희가 무심코 지나쳤지만, 2번째, 3번째, 4번째 엔트리를 한번 보실까요. 2번째 엔트리가 Connected subnet입니다. 3번째 엔트리가 바로 Local 이네요. 4번째 엔트리는 subnet broadcast IP이군요.
192.168.35.0 255.255.255.0 연결됨 192.168.35.120 281 // 2번째 엔트리, Connected
192.168.35.120 255.255.255.255 연결됨 192.168.35.120 281 // 3번째 엔트리, Local
192.168.35.255 255.255.255.255 연결됨 192.168.35.120 281 // 4번째 엔트리, Broadcast
인터페이스에 IP와 subnet을 설정하는 방법 - 리눅스
잠시 이야기가 삼천포에 들렀다 왔습니다. 다시, 제자리로 돌아와서 Linux에서 서로 직결된 Interface에 IP와 subnet을 설정하여 connected route entry(Gateway가 0.0.0.0 인 엔트리)가 생성되는 것을 살펴 보겠습니다. Virtual Box를 이용해서 Ubuntu 20.04 VM 2개를 띄워서 만들어 봤습니다. Test를 위해서 내부네트워크 어답터 1개씩을 2개 VM에 각각 추가하였습니다.
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limcs@limcs-VirtualBox:~$ ifconfig enp0s9
enp0s9: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet6 fe80::6a0e:3c89:e832:4984 prefixlen 64 scopeid 0x20<link>
ether 08:00:27:b9:6f:ff txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX packets 286 bytes 67164 (67.1 KB)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 660 bytes 106522 (106.5 KB)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
limcs@limcs-VirtualBox:~$ route -n
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
0.0.0.0 10.0.2.2 0.0.0.0 UG 100 0 0 enp0s3
10.0.2.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 100 0 0 enp0s3
169.254.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 1000 0 0 enp0s3
172.17.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 0 0 0 docker0
192.168.56.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 101 0 0 enp0s8
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참조9 : enp0s9에 IP와 subnet mask을 설정하기 전
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limcs@limcs-VirtualBox:~$ sudo ip address add 172.16.10.11/24 dev enp0s9
limcs@limcs-VirtualBox:~$ ifconfig enp0s9
enp0s9: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet 172.16.10.11 netmask 255.255.255.0 broadcast 0.0.0.0
ether 08:00:27:b9:6f:ff txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX packets 296 bytes 69942 (69.9 KB)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 682 bytes 109482 (109.4 KB)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
limcs@limcs-VirtualBox:~$ route -n
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
0.0.0.0 10.0.2.2 0.0.0.0 UG 100 0 0 enp0s3
10.0.2.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 100 0 0 enp0s3
169.254.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 1000 0 0 enp0s3
172.16.10.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 enp0s9
172.17.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 0 0 0 docker0
192.168.56.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 101 0 0 enp0s8
limcs@limcs-VirtualBox:~$ ip route show table local
local 172.16.10.11 dev enp0s9 proto kernel scope host src 172.16.10.11
local 172.17.0.1 dev docker0 proto kernel scope host src 172.17.0.1
local 192.168.56.101 dev enp0s8 proto kernel scope host src 192.168.56.101
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참조10 : enp0s9에 IP 172.16.10.11과 subnet mask 255.255.255.0(prefix length /24) 설정 후
참조10과 같이 enp0s9 인터페이스에 IP와 prefix length, 172.16.10.11/24를 설정하니, routing table에 172.16.10.0 엔트리가 Gateway 0.0.0.0 으로 Iface enp0s9으로 생성이 되었습니다. 또한, 자기 자신의 인터페이스에 설정된 IP인 172.16.10.11도 local routing table에 엔트리가 등록된 것을 볼 수 있습니다.
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limcs@limcs-VirtualBox:~$ ping 172.16.10.11 -c 2
PING 172.16.10.11 (172.16.10.11) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.16.10.11: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.045 ms
64 bytes from 172.16.10.11: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.061 ms
--- 172.16.10.11 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1023ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.045/0.053/0.061/0.008 ms
limcs@limcs-VirtualBox:~$ ping 172.16.10.12 -c 2
PING 172.16.10.12 (172.16.10.12) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.16.10.12: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.628 ms
64 bytes from 172.16.10.12: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.553 ms
--- 172.16.10.12 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1002ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.553/0.590/0.628/0.037 ms
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참조11 : 양쪽 VM 인터페이스에 IP와 subnet mask만 설정하고 ping 되나 보기
자기 자신 local 인터페이스 IP도 ping이 되고, 다른 VM IP로도 ping이 성공합니다. 라우터에서도 그랬었고, 지금 Linux VM 간에도 저희는 연결된 인터페이스에 IP와 subnet mask (또는 prefex length)를 설정했는데, routing table에 Connected와 Local route 엔트리가 각각 생성되는 것을 확인 할 수 있었습니다.
Windows는 본 글에서 예를 들어 확인해 보지는 않았지만, Windows를 포함하여 다른 모든 IP 기기들도 routing table을 가지고 있고, 인터터페이스에 IP와 subnet mask를 설정하면, Connected와 Local 엔트리가 라우팅 테이블에 생성됩니다.
L2 연결은 MAC으로 통신한다는 의미가 아니랍니다
지금까지 두 대의 장비를 직접 케이블로 직결한 경우만 봐서 호~~옥시라도 오해하시는 분이 계실까봐서 안내 말씀 드립니다. (^^) L2 Switch를 통해서 연결되는 host들끼리는 동일 subnet 대역의 IP를 설정하고, subnet mask를 동일하게 설정 할 경우 모두 connected 라우팅 엔트리에 의해서 통신이 됩니다.
그림2와 같이 하나의 2960 L2 switch에 라우터와 PC, 서버등 5대의 host들을 동일 subnet에 IP를 할당하고, subnet mask도 동일하게 255.255.255.0으로 설정을 해 주었습니다.
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Router2>show ip route
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
* - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
P - periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 10.10.10.0/30 is directly connected, GigabitEthernet0/0
L 10.10.10.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
Router>ping 10.10.10.2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.10.2, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms
Router>ping 10.10.10.3
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.10.3, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms
Router>ping 10.10.10.4
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.10.4, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms
Router>ping 10.10.10.5
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.10.5, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms
Router>
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참조12 : Connected 인터페이스로 서로 통신이 된다는 L2 Switch 연결 증명
이렇게 host 노드들이 L2 Switch를 통해서 연결되어 있는 경우를 동일 LAN에 속해 있다고 얘기를 합니다. 동일 LAN에 속해 있는 경우는 지금처럼 각각의 host interface에 IP와 subnet mask만 설정을 해주면, Connected 인터페이스가 생성되고, 인터페이스가 정상적으로 up만 되면 서로간에 직접 통신이 가능합니다. L2 Switch가 몇개가 연결되더라도 동일하게 하나의 LAN에 속하기 때문에 직접 통신이 됩니다.
직접 통신이랑 통신하고자 하는 상대방 장비 IP로 직접 ARP request를 보내서 MAC address를 학습해서 패킷을 상대방으로 직접 전달하는 통신 방식을 말합니다. 이와는 다르게 ARP request를 Gateway 또는 nexthop으로 설정된 IP로 보내서 MAC address를 학습하여, 패킷을 보내면 라우팅 장비가 라우팅으로 상대방 장비 IP로 전달해서 통신하는 것을 간접 통신이라고 합니다. 패킷을 라우팅 기능을 하는 장비를 통해서 간접적으로 상대방 장비로 전달하다고 해서 간접 전달이라고 합니다.
L2 Switch들로만 연결해서 동일 LAN 구성으로 직접통신이 되도록 하는 것을 L2 연결 이라고 하고, "L2로 연결한다"는 말은 L2 Switch로 연결해서 서로 직접 통신할 수 있도록 구성한다는 의미입니다. 이와는 달리 "L3 연결" 또는 "L3로 연결한다"는 말은 라우팅 기능을 하는 장비를 통해서 routing을 통해서 서로 간접 통신하도록 구성한다는 의미입니다.
앞에서 살펴본 바와 같이 동일 LAN에서 "L2 통신 한다"는 말은 IP 없이 MAC address만을 이용해서 통신한다는 의미가 아닙니다. L2 연결 경우에도 IP 통신합니다. (^^)
그림2와 같이 동일 LAN에 Router가 연결되어 있는 경우, Router 인터페이스도 다른 host IP와 마찬가지로 동일 LAN에 있기때문에 라우터 인터페이스와 같은 LAN에 속한 host 장비들은 라우터에서 직접전달이 됩니다. 이게 매우 중요한 의미가 있는 대사입니다. 밑줄 쫘~~악!! ㅎ
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Router2>show ip route
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
* - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
P - periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set
10.0.0.0/8 is variably subnetted, 4 subnets, 3 masks
C 10.10.10.0/30 is directly connected, GigabitEthernet0/0
L 10.10.10.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0
C 10.10.11.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/1
L 10.10.11.1/32 is directly connected, GigabitEthernet0/1
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참조13 : Route2에 연결된 2개의 서로 다른 LAN, 둘 모두 Connected와 Local 만 있음
Router도 직접 연결된 network는 connected로 직접 통신
그림3과 같이 구성하고, 각 장비에서 IP와 subnet mask만 입력을 하였습니다. Router2에서 routing table을 확인해 보면, 참조13과 같이 Connected와 Local만 Gi0/0와 Gi0/1 인터페이스에 각각 생성이 되어 있습니다.
* Gi0/0 : GigabitEthernet0/1 의 줄인 표현
이 상태에서 Router2에서 각각의 LAN에 연결된 host들로 ping test를 해 보면, 아래와 같이 잘 됩니다. 당근 잘되야죠. 두개의 LAN 모두 Router2에 직접 연결되어 있어서 직접 통신이 가능한 상태니까요.
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Router2>ping 10.10.10.1
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.10.1, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/2/9 ms
Router2>ping 10.10.10.2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.10.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/2 ms
Router2>ping 10.10.10.3
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.10.3, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms
Router2>ping 10.10.10.4
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.10.4, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms
Router2>ping 10.10.10.5
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.10.5, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 0/0/2 ms
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Router2>ping 10.10.11.1
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.11.1, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/2/9 ms
Router2>ping 10.10.11.2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.11.2, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms
Router2>ping 10.10.11.3
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.11.3, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms
Router2>ping 10.10.11.4
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.11.4, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms
Router2>ping 10.10.11.5
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.10.11.5, timeout is 2 seconds:
.!!!!
Success rate is 80 percent (4/5), round-trip min/avg/max = 0/0/2 ms
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참조14 : Router2에 직결된 각 LAN의 host들로 ping 잘 됩니다
Router를 통해 연결된 서로 다른 LAN의 host 들은 Router를 통해 간접 연결
이제 밑에 10.10.10.0/24 LAN에 있는 PC0에서 위에 10.10.11.0/24에 있는 PC0(1) 로 ping을 해 보겠습니다. ping이 될까요?
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C:\>ipconfig /all
FastEthernet0 Connection:(default port)
Connection-specific DNS Suffix..:
Physical Address................: 0003.E4DA.5073
Link-local IPv6 Address.........: FE80::203:E4FF:FEDA:5073
IP Address......................: 10.10.10.2
Subnet Mask.....................: 255.255.255.0
Default Gateway.................: 0.0.0.0
DNS Servers.....................: 0.0.0.0
DHCP Servers....................: 0.0.0.0
DHCPv6 Client DUID..............: 00-01-00-01-3C-1A-66-4E-00-03-E4-DA-50-73
Bluetooth Connection:
Connection-specific DNS Suffix..:
Physical Address................: 0050.0F8B.248E
Link-local IPv6 Address.........: ::
IP Address......................: 0.0.0.0
Subnet Mask.....................: 0.0.0.0
Default Gateway.................: 0.0.0.0
DNS Servers.....................: 0.0.0.0
DHCP Servers....................: 0.0.0.0
DHCPv6 Client DUID..............: 00-01-00-01-3C-1A-66-4E-00-03-E4-DA-50-73
C:\>ping 10.10.10.1
Pinging 10.10.10.1 with 32 bytes of data:
Reply from 10.10.10.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 10.10.10.1: bytes=32 time=2ms TTL=255
Reply from 10.10.10.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 10.10.10.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Ping statistics for 10.10.10.1:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 0ms, Maximum = 2ms, Average = 0ms
C:\>ping 10.10.11.2
Pinging 10.10.11.2 with 32 bytes of data:
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Ping statistics for 10.10.11.2:
Packets: Sent = 4, Received = 0, Lost = 4 (100% loss),
C:\>ping 10.10.11.1
Pinging 10.10.11.1 with 32 bytes of data:
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Ping statistics for 10.10.11.1:
Packets: Sent = 4, Received = 0, Lost = 4 (100% loss),
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cs |
참조15 : IP와 subnet mask만 설정하고, 다른 LAN IP로 ping을 한다면???
Router2 IP 10.10.10.1 로는 ping이 잘 되지만, PC0(1) IP, 10.10.11.2는 물론이고, Router2의 Gi0/1 IP, 10.10.11.1로도 ping이 가지 않습니다. "Request timed out"이 발생하네요. 당연한 결과죠. 저희는 다른 LAN과 통신하고자 할 경우에는 라우터를 통해서 간접 전달이 되도록 라우터 IP를 nexthop으로 하는 Gateway를 설정해야 하는데, PC들에는 IP와 subnet mask만 설정하였으므로 라우팅 테이블에는 Connected와 Local만 생성되어 있는 상태이고, 다른 LAN에 있는 IP는 라우팅 테이블에 없으니 lookup이 되지 않습니다. 이 상황에서 에러 출력을 "Request timed out"이 아니라 "Destination Net Unreachable" ICMP error를 출력해 주면 직관적으로 바로 routing table에 엔트리가 없다는 것을 알 수 있을텐데, 에러 출력 내용이 조금 아쉽습니다.
PC0에 Deafult Gateway를 10.10.10.1로 설정하고, 다시 ping을 해 보겠습니다. 결과가 어떻게 바뀔까요?
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C:\>ipconfig /all
FastEthernet0 Connection:(default port)
Connection-specific DNS Suffix..:
Physical Address................: 0003.E4DA.5073
Link-local IPv6 Address.........: FE80::203:E4FF:FEDA:5073
IP Address......................: 10.10.10.2
Subnet Mask.....................: 255.255.255.0
Default Gateway.................: 10.10.10.1
DNS Servers.....................: 0.0.0.0
DHCP Servers....................: 0.0.0.0
DHCPv6 Client DUID..............: 00-01-00-01-3C-1A-66-4E-00-03-E4-DA-50-73
Bluetooth Connection:
Connection-specific DNS Suffix..:
Physical Address................: 0050.0F8B.248E
Link-local IPv6 Address.........: ::
IP Address......................: 0.0.0.0
Subnet Mask.....................: 0.0.0.0
Default Gateway.................: 0.0.0.0
DNS Servers.....................: 0.0.0.0
DHCP Servers....................: 0.0.0.0
DHCPv6 Client DUID..............: 00-01-00-01-3C-1A-66-4E-00-03-E4-DA-50-73
C:\>ping 10.10.11.1
Pinging 10.10.11.1 with 32 bytes of data:
Reply from 10.10.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 10.10.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 10.10.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 10.10.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Ping statistics for 10.10.11.1:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms
C:\>ping 10.10.11.2
Pinging 10.10.11.2 with 32 bytes of data:
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Ping statistics for 10.10.11.2:
Packets: Sent = 4, Received = 0, Lost = 4 (100% loss),
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cs |
참조16 : PC0(1)에는 Gateway 설정 안하고, PC0에만 Gateway 설정하고 ping을 한다면?
그림3에서 위쪽 LAN의 PC0(1)에는 Gateway를 설정하지 않고, PC0에만 Gateway를 설정했습니다. 그랬더니, Router2의 인터페이스 IP, 10.10.11.1로는 ping이 갑니다. 그렇지만, PC0(1)로는 여전히 ping이 안 갑니다. 아니죠. 좀더 사실적으로 말하자면, "안 갑니다"가 아니라 "안 돌아 옵니다"가 맞습니다.
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### ping 수행 전 Route2 ARP table ###
Router#show ip arp
Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface
Internet 10.10.10.1 - 0002.4A7E.A901 ARPA GigabitEthernet0/0
Internet 10.10.11.1 - 0002.4A7E.A902 ARPA GigabitEthernet0/1
Router#
### ping 수행 후 Route2 ARP table ###
Router#show ip arp
Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface
Internet 10.10.10.1 - 0002.4A7E.A901 ARPA GigabitEthernet0/0
Internet 10.10.11.1 - 0002.4A7E.A902 ARPA GigabitEthernet0/1
Internet 10.10.11.2 0 0030.F2EE.261B ARPA GigabitEthernet0/1
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cs |
참조17. ping 전,후 Router2 ARP Table 비교
10.10.11.2는 Router2에게는 직접 연결된 host이므로, 라우팅 테이블에 Connected 엔트리가 lookup 됩니다. Connected host IP, 10.10.11.2로 ARP Request를 보내고, ARP reply를 받아서 ping request message를 PC0(1)로 보냅니다. 참조17은 ping 수행 전과 후의 Router2 ARP Table을 보여 주고 있는데, ping 수행 후에 ARP table에 10.10.11.2에 대한 엔트리가 생겨난 것을 볼 수 있습니다. PC(1)은 ping request 메시지를 받아서 응답을 하려고, 10.10.10.2를 destination IP로 하여 응답 메시지 전송을 시도합니다. 그러나, PC0(1)의 라우팅 테이블에는 Connected와 Local만 있는 상태이기 때문에 10.10.10.2로 가는 라우팅 엔트리가 검색되지 않습니다. PC0(1)은 ping reply 메시지를 전송하지 못합니다.
"사랑에는 일방통행이 있을지라도, 라우팅에는 일방통행이란 없다"
PC0(1)에도 Default Gateway를 설정합니다. 그럼 이제 PC0과 PC0(1) 사이에 서로 ping이 가겠네요. 응답도 오겠네요. (^^). 봅시다~~요.
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83
|
C:\>ipconfig /all
FastEthernet0 Connection:(default port)
Connection-specific DNS Suffix..:
Physical Address................: 0003.E4DA.5073
Link-local IPv6 Address.........: FE80::203:E4FF:FEDA:5073
IP Address......................: 10.10.10.2
Subnet Mask.....................: 255.255.255.0
Default Gateway.................: 10.10.10.1
DNS Servers.....................: 0.0.0.0
DHCP Servers....................: 0.0.0.0
DHCPv6 Client DUID..............: 00-01-00-01-3C-1A-66-4E-00-03-E4-DA-50-73
Bluetooth Connection:
Connection-specific DNS Suffix..:
Physical Address................: 0050.0F8B.248E
Link-local IPv6 Address.........: ::
IP Address......................: 0.0.0.0
Subnet Mask.....................: 0.0.0.0
Default Gateway.................: 0.0.0.0
DNS Servers.....................: 0.0.0.0
DHCP Servers....................: 0.0.0.0
DHCPv6 Client DUID..............: 00-01-00-01-3C-1A-66-4E-00-03-E4-DA-50-73
C:\>ping 10.10.11.2
Pinging 10.10.11.2 with 32 bytes of data:
Reply from 10.10.11.2: bytes=32 time<1ms TTL=127
Reply from 10.10.11.2: bytes=32 time<1ms TTL=127
Reply from 10.10.11.2: bytes=32 time=1ms TTL=127
Reply from 10.10.11.2: bytes=32 time<1ms TTL=127
Ping statistics for 10.10.11.2:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 0ms, Maximum = 1ms, Average = 0ms
---------------------------------------------------------------------------------------------
C:\>ipconfig /all
FastEthernet0 Connection:(default port)
Connection-specific DNS Suffix..:
Physical Address................: 0030.F2EE.261B
Link-local IPv6 Address.........: FE80::230:F2FF:FEEE:261B
IP Address......................: 10.10.11.2
Subnet Mask.....................: 255.255.255.0
Default Gateway.................: 10.10.11.1
DNS Servers.....................: 0.0.0.0
DHCP Servers....................: 0.0.0.0
DHCPv6 Client DUID..............: 00-01-00-01-3C-1A-66-4E-00-30-F2-EE-26-1B
Bluetooth Connection:
Connection-specific DNS Suffix..:
Physical Address................: 00D0.5841.ED19
Link-local IPv6 Address.........: FE80::2D0:58FF:FE41:ED19
IP Address......................: 0.0.0.0
Subnet Mask.....................: 0.0.0.0
Default Gateway.................: 0.0.0.0
DNS Servers.....................: 0.0.0.0
DHCP Servers....................: 0.0.0.0
DHCPv6 Client DUID..............: 00-01-00-01-3C-1A-66-4E-00-30-F2-EE-26-1B
C:\>ping 10.10.10.2
Pinging 10.10.10.2 with 32 bytes of data:
Reply from 10.10.10.2: bytes=32 time<1ms TTL=127
Reply from 10.10.10.2: bytes=32 time<1ms TTL=127
Reply from 10.10.10.2: bytes=32 time=1ms TTL=127
Reply from 10.10.10.2: bytes=32 time<1ms TTL=127
Ping statistics for 10.10.10.2:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 0ms, Maximum = 1ms, Average = 0ms
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cs |
참조18 : 서로 다른 LAN에 있는 PC끼리 Router2의 Connected로 통신 아주 잘 됩니다
예상했던 바와 같이 PC0(1)에도 Gateway 설정을 하고 나니, 이제 양방향으로 서로 ping이 잘 됩니다. 아직까지 Route2에는 Connected와 Local 외에는 어떤 다른 routing 설정도 하지 않았습니다. 그러나, Router2에 연결된 서로 다른 interface에 속한 network들은 Router 입장에서는 모두 Connected 네트워크이기 때문에 직접 전달이 가능합니다. 진접 연결된 LAN에 있는 host들에서 라우터로 메시지를 보내기만 하면 전달을 해 줄 수 있습니다. 각 네트워크에 속한 host들 간에는 서로가 직접 연결된 것이 아니고, Router를 통해서 간접 연결 된 상태이므로 Router를 통해 간접 전달이 될 수 있도록 양쪽 host에 모두 routing 설정을 해 주어야 합니다.
"사랑에는 일방통행이 있을지라도, 라우팅에는 일방통행이란 없다"는 말은 앞으로 제가 라우팅 이야기를 하는 동안, 수차례 반복해서 써먹게 될 것입니다. 라우팅은 항상 가는 길을 설정했으면, 오는 길도 설정해야 합니다. 연습에서건 실전에서건 라우팅에서 가장 많이 나오는 실수가 "단방향 라우팅만 설정을 해 놓고, ping이 안가네요!!" 입니다. 꼭 기억하고 실수하지 말라는 의미에서 약간의 과장이 섞인 강조어법입니다. 기억하세요. 라우팅에 일방통행은 없습니다. 항상 쌍방통행입니다요. 사랑이 항상 쌍방통행이라면 얼마나 좋을까요? (^^)
[오리뎅이의 라우팅 이야기 - 1] Connected - IP 네트워킹, 라우팅의 시작 - 2/3 편으로 이야기가 이어집니다
2020년 12월 6일 일요일 저녁 수원에서 뒤뚱뒤뚱~~~~ [오리]
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