11장. WAN 기술 (PPP, Frame-Relay) 중부대학교 정보보호학과 이병천 교수

WAN이란? WAN (Wide Area Network) WAN에서 사용되는 장치들 LAN과 MAN을 포괄하는 광역 네트워크 라우터, 스위치 뿐만 아니라 다양한 장비들이 사용됨 다양한 접속기술과 접속장치들을 통해 네트워크를 구성 WAN에서 사용되는 장치들 모뎀: 아날로그-디지털 신호 변환 장치 WAN 스위치: ATM, Frame-relay 등의 데이터를 교환하기 위 해 사용되는 라우터 라우터: DSU/CSU 등을 통해 데이터를 전달받아 이를 처리하 는 장치 CSU/DSU (Channel Service Unit/Data Service Unit): T1, T3 등의 전용선을 사용해 데이터 통신하는데 사용되는 장치

2계층 WAN 프로토콜 ATM (Asynchronous Transfer Mode) 프레임릴레이 (Frame-relay) 데이터를 53바이트 길이의 셀로 나누어 전송 음성, 영상 등 실시간 데이터 전송에 효과적 프레임릴레이 (Frame-relay) 프레임이라 불리는 가변 길이 단위에 데이터를 넣고 재전송과 같은 필요한 오류 정정 기능은 단말 지점에 맡긴다. 이를 통해 전체 데이터 전송 속도를 향상시켰다. HDLC (High-level Data Link Control) 동기식 시리얼 전송 연결지향성, 비연결지향성 서비스를 모두 지원 시스코 전용, 시스코 라우터의 기본 캡슐화 방식 PPP (Point to Point) CHAP, PAP라는 보안설정이 가능한 WAN 캡슐화 방식

그림11-1. HDLC 시스코 라우터의 기본 캡슐화 방식은 HDLC R1(config-router)#do show interface s0/3/0 Serial0/3/0 is up, line protocol is up (connected) Hardware is HD64570 Internet address is 203.230.7.1/24 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation HDLC, loopback not set, keepalive set (10 sec) Last input never, output never, output hang never Last clearing of "show interface" counters never

PPP PAP 설정 PPP (Point to Point) PAP (Password Authentication Protocol) R1(config)#username R2 password infocomm R1(config)#int s0/3/0 R1(config-if)#encapsulation ppp R1(config-if)#ppp authentication pap R1(config-if)#ppp pap sent-username R1 password infocomm R2(config)#username R1 password infocomm R2(config)#int s0/3/0 R2(config-if)#encapsulation ppp R2(config-if)#ppp authentication pap R2(config-if)#ppp pap sent-username R2 password infocomm

PPP PAP 설정 캡슐화 방식이 PPP로 변경됨 R2(config-if)#do show interface s0/3/0 Serial0/3/0 is up, line protocol is up (connected) Hardware is HD64570 Internet address is 203.230.7.2/24 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation PPP, loopback not set, keepalive set (10 sec) LCP Open Open: IPCP, CDPCP Last input never, output never, output hang never Last clearing of "show interface" counters never

디버깅 Debug ppp authentication 명령 암호를 틀리게 입력하면 인증 실패 PPP PAP는 최초연결시 한번만 인증 검사 R1에서 암호 변경 R1(config)#username R2 password info 인터페이스 껐다가 재실행 R2에서 인증 실패 Serial0/3/0 PAP: O AUTH-REQ id 17 len 15 Serial0/3/0 PAP: I AUTH-NAK id 17 len 26 msg is "Authentication failed" Serial0/3/0 Using hostname from interface PAP R1에서 암호 복구 R1(config)#username R2 password infocomm 인터페이스 껐다가 재실행 R2에서 인증 성공, 포워딩 상태로 변경 Serial0/3/0 PAP: I AUTH-REQ id 17 len 15 Serial0/3/0 PAP: Authenticating peer Serial0/3/0 PAP: Phase is FORWARDING, Attempting Forward

PPP CHAP 설정 CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol) PAP는 사용자이름과 암호를 평문으로 전달. 최초 한번만 인증 검사 CHAP는 3-way handshake 방식으로 주기적 인증 검사 사용자이름과 암호가 MD5 해쉬값으로 전송 R1(config)#username R2 password infocomm R1(config)#int s0/3/0 R1(config-if)#encapsulation ppp R1(config-if)#ppp authentication chap Ping 테스트 확인 R2(config)#username R1 password infocomm R2(config)#int s0/3/0 R2(config-if)#encapsulation ppp R2(config-if)#ppp authentication chap

프레임릴레이 프레임릴레이란? 물리계층, 데이터링크계층에서 동작하는 WAN 프로토콜 X.25 패킷스위칭의 오버헤드를 제거 패킷에 오류가 검출되면 오류복원을 제공하는 것이 아니 라 패킷을 폐기해 버린다. 하나의 물리적인 회선에 여러 가상회선을 만들어 전용선 처럼 취급하여 서비스 가상회선 SVC (Switched Virtual Circuit) – 임시적인 패킷 전송에 사 용되는 임시 회선 PVC (Permanent Virtual Circuit) – 고정적인 논리 경로를 가지며 가입자마다 고유 식별번호(DLCI)가 제공됨

프레임릴레이 관련 용어 DLCI (Data Link Connection Identifier) 프레임릴레이에서 각 PVC들을 구별하기 위한 식별주소 LMI (Local Management Interface) 프레임릴레이 스위치와 라우터 사이에서 PVC의 상태정 보를 교환하기 위해 사용되는 표준 프로토콜 매 10초마다 채널상태정보 갱신을 위해 폴링. 응답이 없 는 경우 장치 연결이 끊어진 것으로 간주. FECN (Forward Explicit Congestion Notification) 트래픽 혼잡이 발생하면 데이터 수신 라우터에게 통지 BECN (Backward Explicit Congestion Notification) 트래픽 혼잡이 발생하면 데이터 송신 라우터에게 통지. 전송률을 조정.

프레임릴레이 관련 용어 DE (Discard Eligibility) CIR (Committed Information Rate) 프레임릴레이에서 트래픽 혼잡시 가장 우선적으로 버려 지는 프레임에 설정되는 비트 CIR (Committed Information Rate) 프레임릴레이 네트워크에서 계약에 의해 허용되는 데이 터 전송 속도 Inverse ARP (Address Resolution Protocol) PVC 상에서 자신의 DLCI 번호와 특정 라우터의 IP 주소 를 자동으로 연동하는 프로토콜

프레임릴레이 토폴로지

프레임릴레이 토폴로지 허브-앤-스포크(hub-and-spoke) 토폴로지 바퀴의 축과 바퀴살 성형(star) 토폴로지 가운데 위치한 프레임릴레이 스위치를 통해 라우터들이 연결됨. 프레임릴레이 스위치는 DLCI 번호를 기반으로 프레임을 전달

프레임릴레이 토폴로지 완전 그물망(full mesh) 토폴로지 부분 그물망(partial mesh) 토폴로지 프레임릴레이 스위치들이 상호 연결됨. 이중화 기능을 제공하여 안정성 향상 연결되는 PVC 만큼 비용 추가 부분 그물망(partial mesh) 토폴로지 모든 프레임릴레이 스위치들을 연결하는 것이 아니라 특 정 부분만을 연결 트래픽 분산 목적으로 사용 가능

NBMA 네트워크 프레임릴레이는 NBMA (Non-Broadcast Multiple Access) 네트워크 브로드캐스트 기능이 지원되지 않는 다중접속망 프레임릴레이 네트워크에서는 별도의 설정을 통해 네이버를 맺게 해주는 등의 절차가 필요

스플릿 호라이즌 스플릿 호라이즌 (Split Horizon) 한 인터페이스에서 학습한 경로를 동일한 인터페이스를 통해 전달하지 않게 하는 기술 라우팅 루프를 방지하기 위해 거리벡터 라우팅 프로토콜 에 적용

그림11-6. 프레임릴레이 토폴로지 WAN emulation  Generic(Cloud-PT)

프레임릴레이 연결을 위한 라우터 설정 R1(config)#int lo 0 R1(config-if)#ip add 1.1.1.1 255.255.255.0 R1(config-if)#exit R1(config)#interface FastEthernet0/0 R1(config-if)#ip address 10.10.10.1 255.255.255.0 R1(config-if)#no shutdown R1(config)#int s0/3/0 R1(config-if)#ip add 203.230.7.1 255.255.255.0 R1(config-if)#encapsulation frame-relay R1(config-if)#frame-relay map ip 203.230.7.2 102 broadcast R1(config-if)#frame-relay map ip 203.230.7.3 102 broadcast R1(config)#router rip R1(config-router)#version 2 R1(config-router)#network 1.0.0.0 R1(config-router)#network 10.0.0.0 R1(config-router)#network 203.230.7.0 R1(config-router)#no auto-summary R2(config)#int lo 0 R2(config-if)#ip add 2.2.2.2 255.255.255.0 R2(config-if)#exit R2(config)#int fa0/0 R2(config-if)#ip add 20.20.20.1 255.255.255.0 R2(config-if)#no shutdown R2(config)#int s0/3/0 R2(config-if)#ip add 203.230.7.2 255.255.255.0 R2(config-if)#encapsulation frame-relay R2(config-if)#frame-relay map ip 203.230.7.1 201 broadcast R2(config-if)#frame-relay map ip 203.230.7.3 203 broadcast R2(config)#router rip R2(config-router)#version 2 R2(config-router)#network 2.0.0.0 R2(config-router)#network 20.0.0.0 R2(config-router)#network 203.230.7.0 R2(config-router)#no auto-summary R3(config)#int lo 0 R3(config-if)#ip add 3.3.3.3 255.255.255.0 R3(config-if)#exit R3(config)#int fa0/0 R3(config-if)#ip add 30.30.30.1 255.255.255.0 R3(config-if)#no shutdown R3(config)#int s0/3/0 R3(config-if)#ip add 203.230.7.3 255.255.255.0 R3(config-if)#encapsulation frame-relay R3(config-if)#frame-relay map ip 203.230.7.2 302 broadcast R3(config-if)#frame-relay map ip 203.230.7.1 302 broadcast R3(config)#router rip R3(config-router)#version 2 R3(config-router)#network 3.0.0.0 R3(config-router)#network 30.0.0.0 R3(config-router)#network 203.230.7.0 R3(config-router)#no auto-summary

DLCI 번호 등록 및 연결 201 203 102 302

프레임릴레이에서 DLCI 번호 등록 102 등록 201,203 등록 302 등록

프레임릴레이에서 DLCI 연결 201-102 연결 203-302 연결

라우팅 테이블 확인 Ping 테스트 R1-R2 연결 R2-R3 연결 R1-R3 연결 안됨. 스플릿 호라이즌 R2(config-if)#do show ip route 1.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets R 1.1.1.0 [120/1] via 203.230.7.1, 00:00:44, Serial0/3/0 2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 2.2.2.0 is directly connected, Loopback0 3.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets R 3.3.3.0 [120/1] via 203.230.7.3, 00:00:27, Serial0/3/0 10.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets R 10.10.10.0 [120/1] via 203.230.7.1, 00:00:44, Serial0/3/0 20.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 20.20.20.0 is directly connected, FastEthernet0/0 30.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets R 30.30.30.0 [120/1] via 203.230.7.3, 00:00:27, Serial0/3/0 C 203.230.7.0/24 is directly connected, Serial0/3/0 Ping 테스트 R1-R2 연결 R2-R3 연결 R1-R3 연결 안됨. 스플릿 호라이즌 R1#show ip route 1.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 1.1.1.0 is directly connected, Loopback0 2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets R 2.2.2.0 [120/1] via 203.230.7.2, 00:00:26, Serial0/3/0 10.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 10.10.10.0 is directly connected, FastEthernet0/0 20.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets R 20.20.20.0 [120/1] via 203.230.7.2, 00:00:26, Serial0/3/0 C 203.230.7.0/24 is directly connected, Serial0/3/0 R3(config-router)#do show ip route 2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets R 2.2.2.0 [120/1] via 203.230.7.2, 00:00:30, Serial0/3/0 3.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 3.3.3.0 is directly connected, Loopback0 20.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets R 20.20.20.0 [120/1] via 203.230.7.2, 00:00:30, Serial0/3/0 30.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 30.30.30.0 is directly connected, FastEthernet0/0 C 203.230.7.0/24 is directly connected, Serial0/3/0

가상인터페이스를 이용한 전체 연결 R2의 인터페이스에 가상인터페이스를 만들어 점- 대-점으로 연결하면 스플릿 호라이즌 문제 해결 R1-R2.201 (203.230.7.1-203.230.7.2) R2.203-R3 (203.230.8.2-203.230.8.3) S0/3/0.201 203.230.7.2 S0/3/0.203 203.230.8.2 203.230.8.3

가상인터페이스를 이용한 연결 기존 설정 삭제 가상인터페이스 201 가상인터페이스 203 R2(config)#int s0/3/0 R2(config-if)#no ip address 203.230.7.2 255.255.255.0 R2(config-if)#encapsulation frame-relay R2(config-if)#no frame-relay map ip 203.230.7.1 201 broadcast R2(config-if)#no frame-relay map ip 203.230.7.3 203 broadcast R2(config-if)#no shutdown R2(config-if)#exit R2(config)#int s0/3/0.201 point-to-point R2(config-subif)#ip add 203.230.7.2 255.255.255.0 R2(config-subif)#frame-relay interface-dlci 201 R2(config-subif)#exit R2(config)#int s0/3/0.203 point-to-point R2(config-subif)#ip add 203.230.8.2 255.255.255.0 R2(config-subif)#frame-relay interface-dlci 203 R2(config)#router rip R2(config-router)#network 203.230.8.0 기존 설정 삭제 가상인터페이스 201 가상인터페이스 203 R3(config)#int s0/3/0 R3(config-if)#ip add 203.230.8.3 255.255.255.0 R3(config-if)#encapsulation frame-relay R3(config-if)#frame-relay map ip 203.230.8.2 302 broadcast R3(config-if)#frame-relay map ip 203.230.7.1 302 broadcast R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#exit R3(config)#router rip R3(config-router)#no network 203.230.7.0 R3(config-router)#network 203.230.8.0

전체 연결 성공 R2#show ip route R 1.0.0.0/8 [120/1] via 203.230.7.1, 00:00:00, Serial0/3/0.201 2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 2.2.2.0 is directly connected, Loopback0 R 10.0.0.0/8 [120/1] via 203.230.7.1, 00:00:00, Serial0/3/0.201 20.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 20.20.20.0 is directly connected, FastEthernet0/0 R 30.0.0.0/8 [120/1] via 203.230.8.2, 00:00:00, Serial0/3/0.203 C 203.230.7.0/24 is directly connected, Serial0/3/0.201 C 203.230.8.0/24 is directly connected, Serial0/3/0.203 R3(config-if)#do show ip route R 1.0.0.0/8 [120/2] via 203.230.8.1, 00:00:06, Serial0/3/0 R 2.0.0.0/8 [120/1] via 203.230.8.1, 00:00:06, Serial0/3/0 R 10.0.0.0/8 [120/2] via 203.230.8.1, 00:00:06, Serial0/3/0 R 20.0.0.0/8 [120/1] via 203.230.8.1, 00:00:06, Serial0/3/0 30.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 30.30.30.0 is directly connected, FastEthernet0/0 R 203.230.7.0/24 [120/1] via 203.230.8.1, 00:00:06, Serial0/3/0 C 203.230.8.0/24 is directly connected, Serial0/3/0 R1(config-if)#do show ip route 1.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 1.1.1.0 is directly connected, Loopback0 R 2.0.0.0/8 [120/1] via 203.230.7.2, 00:00:19, Serial0/3/0 10.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 10.10.10.0 is directly connected, FastEthernet0/0 R 20.0.0.0/8 [120/1] via 203.230.7.2, 00:00:19, Serial0/3/0 R 30.0.0.0/8 [120/2] via 203.230.7.2, 00:00:19, Serial0/3/0 C 203.230.7.0/24 is directly connected, Serial0/3/0 R 203.230.8.0/24 [120/1] via 203.230.7.2, 00:00:19, Serial0/3/0

프레임릴레이 동작 확인 R2(config-router)#do show int s0/3/0.201 Serial0/3/0.201 is up, line protocol is up (connected) Hardware is HD64570 Internet address is 203.230.7.2/24 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation FRAME-RELAY Last clearing of "show interface" counters never R2(config-router)#do show int s0/3/0.203 Serial0/3/0.203 is up, line protocol is up (connected) Internet address is 203.230.8.2/24 R2(config-router)#do show frame-relay map Serial0/3/0.201 (up): point-to-point dlci, dlci 201, broadcast, status defined, active Serial0/3/0.203 (up): point-to-point dlci, dlci 203, broadcast, status defined, active

11장 실습과제 실습1. 그림 11-1 토폴로지에 PPP PAP 설정. 패스 워드가 맞아야 통신이 되는 것을 확인 실습2. 그림 11-1 토폴로지에 PPP CHAP 설정. 패 스워드가 맞아야 통신이 되는 것을 확인 실습3. 그림11-6 프레임릴레이 토폴로지를 설정 하고 라우팅테이블 확인(스플릿 호라이즌 확인) 실습4. 그림11-6에서 모든 컴퓨터간에 통신이 되 도록 가상인터페이스를 이용하여 설정 변경

11장 실습과제 실습 5. 다음 토폴로지에 대하여 DLCI를 이용하여 R1- R2, R1-R3, R1-R4를 연결하고 R1에 가상인터페이스를 설정하여 전체 라우터들이 통신될 수 있도록 설정하시오.

11장 실습과제 실습 6. 다음은 4개의 라우터가 프레임릴레이를 통하여 완전그물망 토폴로지로 연결된 것이다. 모든 라우터가 직접 연결될 수 있도록 설정하시오.