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Chapter 1.Routing Principles

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Table of Contents

• Routing Fundamentals• Routing Protocols• Routing Table Analysis

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Routing Fundamentals

• Routing Defined• Routing Requrements• Routing Information• Administrative Distance• Routing Metric• Neighbor Relationships

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Routing

Routing 이란 하나의 Item 을 한 위치에서 다른 위치로 옮기는 Process 이다 .

Router 는 Computer Network 에서 트래픽을 논리적인 목적지(Destination) 로 Forward 시킨다 .

Routing : 네트워크 Topology 를 인식한다 .

Switching : Packet 을 Inbound Interface 에서 Outbound Interface 로 Forwarding 한다 .

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Device(Router) 상에서 Protocol Suit 이 Active 한 상태인가 ? • Protocols Suit 은 Logical Addressing Scheme 을 사용한다 .• Protocol Suit 이 반드시 Enabled 되어 있어야 한다 . (ex. ip routing)

Destination Network 이 Devcice 에 알려진 상태인가 ? • Routing Table 에 Entry 가 있는가 ? • Route 가 현재 Available 한가 ?

어떤 Outbound Interface 가 Best Path 인가 ?• 가장 낮은 Metric Path 가 선호 된다 .• Equal Lowest Metric Path 는 같이 사용된다 .

Routing Requirement

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I 172.16.8.0 [100/118654] via 172.16.7.9, 00:00:23, Serial0 I 172.16.8.0 [100/118654] via 172.16.7.9, 00:00:23, Serial0

I -- How the route was learned (IGRP)172.16.8.0 -- Destination logical network or subnet[100 -- Administrative distance (trustworthiness factor)/118654] -- Metric value (reachability,aggregate path cost)via 172.16.7.9 -- Next-hop logical address (next router)00:00:23 -- Age of entry (in hours:minutes:seconds)Serial0 -- Interface through which the route was learned and through which the packet will leave

Routing Information

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Administrative Distance

여러개의 라우팅 프로토콜을 사용하는 경우 , Destination Network 에 대한 Route 는 라우팅 프로토콜별로 하나씩 산출되는 데 , 이 경우 어떤 Route 를 최적의 Route 로 선택할 지를 결정하는 기준이 되는 값이다 .Administrative Distance 가 낮을수록 신뢰도가 높다 . 수동으로 만들어진 Route(Static Route) 가 Dynamic 하게 알게된 Route(dynamic Route) 보다 선호 된다 .단순한 Metric 구조를 가진 Routing Protocol 에 대해서 정교한 Metric 을 가빈 라우팅 프로코콜이 산출한 경로가 선호 된다 . ( 예 . IGRP, EIGRP Composite Metrics)

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Connected interface 0Static route out an interface 0Static route to a next hop 1EIGRP summary route 5External BGP 20Internal EIGRP 90IGRP 100OSPF 110IS-IS 115RIP v1, v2 120EGP 140External EIGRP 170Internal BGP 200Unknown 255

Connected interface 0Static route out an interface 0Static route to a next hop 1EIGRP summary route 5External BGP 20Internal EIGRP 90IGRP 100OSPF 110IS-IS 115RIP v1, v2 120EGP 140External EIGRP 170Internal BGP 200Unknown 255

Route SourceRoute SourceRoute SourceRoute Source Default DistanceDefault DistanceDefault DistanceDefault Distance

Administrative Distance

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Routing Metric

Routing protocols 은 각각의 Destination Network 에 Loop 이 없는 (loop-free) 하나의 Path 를 유지한다 . Route 는 Metric 이라는 도달요소 (reachability factor) 와 함께 전파된다 . Destination Network 에 대한 Path 는 모든 경유하는 링크의 Metric 값의 합계로 표현된다 . Routing Process 는 각각의 Destination 에 대한 최적의 Path 를 선택하는 데 있어 , Metric 값을 기준으로 한다 .Metric Value 가 동일한 경우는 Multiple path 가 사용될 수 있다 . Cisco Router 의 IP Routing 은 Default 로 4 개의 Equal Metric Path를 지원한다 . Maximum equal path 는 6 개까지 가능하며 maximum-paths 라는 router configuration mode 명령으로 설정할 수 있다 .

11

RIP 에 의해서 사용되는 Routing Metric 은 Hop Count 이다 . Destination Network 에 이르는 데 있어 경유하는 라우터의 수가 Hop

Count 이다 . IP Load Balancing 이 Default 로 Enable 되어 있다 .

TR

10.0

5.15.2

5.3

5.4

C 4.0 dir conn Ser0C 5.0 dir conn Eth0

R 10.0 [120/4] via 5.2, Eth0R 10.0 [120/4] via 5.3, Eth0R 10.0 [120/4] via 5.4, Eth0

4.0FDDI

These Addresses Are All Part of the 192.168.0.0 NetworkThese Addresses Are All Part of the 192.168.0.0 Network

RIP Routing Metrics

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C 4.0 dir conn Ser0C 5.0 dir conn Eth0

I 10.0 [100/327684] via 5.4, Eth0

TR

10.0

5.15.2

5.3

5.4

4.0FDDI

These Addresses Are All Part of the 192.168.0.0 NetworkThese Addresses Are All Part of the 192.168.0.0 Network

IGRP Routing Metrics

IGRP 가 사용하는 Routing Metric 은 Composite Metric 이다 .(bandwidth, delay, reliability, load, MTU)Routing Process 는 가장 빠른 Path 를 선택한다 . IP Load Balancing 이 Default 로 Enable 되어 있다 .(1% 이내의 차이를 갖고 있는 경로는 Load Balancing 한다 .)IGRP 는 variance 명령 (Router Configuration Mode) 을 사용하여 , Unequal-cost Path Load Balancing 도 가능하다 .

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Cost = [( K1 * Bandwidth) + (K2 * Bandwidth) / (256 - Load) + K3 * Delay] {* [K5 / (Reli

ability + K4) ] }

(K1, K2, K3, K4, K5 는 상수값 )

{} 부분은 K5 값이 0 이 아닐 때 계산된다 .

Cisco 라우터에서는 기본적으로 K1 = K3 =1, K2 =K4 = K5 =0 으로 설정되어 있어 Cost 를 계산하는 방식은 간략화 된다 .( Router Configuration Mode 에서 metric weights 명령으로 바꿀 수 있으나 통상 바꾸지 않는다 .)

Cost = MAX(10^10/Bandwidth bps 1, ... ,10^10/Bandwidth bps N) + SUM(Delay 1, ... , Delay N)/10

Bandwidth 는 Path 중의 대역폭이 가장 낮은 구간의 Bandwidth 값을 취하고 , Delay 는 모든 구간의 Delay 값 ( 단위는 micro second 이다 .) 을 합산한다 . 라우터의 Serial Interface 에 대한 Default Bandwidth 는 1.5Mbps 로 지정되어 있으므로 바른 Metric 계산을 위해서는 bandwidth 를 지정해야 한다 .

IGRP Composite Metrics

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통신매체 Delay Bandwidth (10^10/Bandwidth bps )

위성회선 20 20 (500Mbps)

Ethernet 1000 1,000

1.5Mbps 20,000 6,476

64Kbps 20,000 156,250

56Kbps 20,000 178,571

10Kbps 20,000 1,000,000

1Kbps 20,000 10,000,000

Cisco 에서 통신매체 (LAN 매체 , WAN 매체 ) 에 따라 정의하고 있는 Bandwidth’ 와 Delay 값

예 ) 1.544M serial + 10M ethernet = 6,476 + (20,000 + 1,000)/10 = 8576

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Routing protocol 은 Adjacent (connected) Router 와 Neighbor Relationship 을 유지한다 .

Routing Protocol 은 Neighboring Router 와 Hello packet 또는 Routing Update Packet 을 교환한다 .

Routing Table 은 Neighboring Router 로 부터 알게 된 경로 (Route)들을 보유한다 .

Router 는 Destination Network 으로 가는 Packet 을 Delivery Path상에 있는 Next-hop Logical Device (Router) 에 전달하는 방법으로 궁극적으로는 Destination Network 까지 전달 된다 .

Neighbor Relationship

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MapTable(WAN)

Frame 을 Decapsulation 하여 Packet 을 Buffer 에 담는다 .

Routing Table 을 참조하여 Packet의 Destination 으로 가기 위한 Next-Hop Router 와 Outbound Interface 를 결정한다 .

Frame Header 를 구성하기 위하여 Next-Hop Router 의 Logical Address 에 대한 Physical Address 를 찾는다 .

Packet 을 Frame 으로 Encapsulation 하여 Outbound Interface로 전달한다 .

InboundInterface

RoutingTable

ARPCache(LAN)

OutboundInterface

Maintained byRouting Protocol*

Maintained byARP or InverseARP Process*

1

2

3

4

* Manual entries available

Basic Switching Functions

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Routing Protocols

• Classful Routing Overview• Classless Routing Overview• Distance Vector Operation• Link-State Operation• Convergence

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Routing Protocol 이 네트워크 정보를 넘길때 서브넷마스크 정보를 넘기지 않는다 . 네트워크 정보를 다루는데 있어 Default Subnet Mask 를 사용한다 .RIPv1, IGRP 등의 라우팅 프로토콜이 Classful Routing Protocol 에 해당된다 .Classful Routing Protocol 을 사용하는 경우는 Major Network Number 가 같은 모든 서브넷은 동일한 서브넷마스크를 사용하여야 한다 .(FLSM : Fixed Length Subnet Mask)업데이트 되는 네트워크 정보가 Receiving Interface 의 네트워크와 동일한 Major 네트워크인 경우 , 업데이트하는 라우터는 네트워크에 대한 정보를 업데이트 할 때 , Receiving Interface 에 적용된 서브넷마스크와 동일한 서브넷마스크를 적용하여 Update 정보를 보낸다 .업데이트 되는 네트워크 정보가 Receiving Interface 의 네트워크와 상이한 Major 네트워크인 경우 , 라우터는 네트워크에 대한 정보를 업데이트 할 때 , Default Subnet Mask 를 적용한 Update 정보를 보낸다 .(Auto-Summarization)

Classful Routing

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10.1.0.0 172.16.2.010.2.0.0

10.1.0.010.2.0.0172.16.0.0

10.0.0.0172.16.1.0172.16.2.0

10.1.0.010.2.0.0172.16.1.0172.16.2.0

172.16.1.0

업데이트 되는 네트워크 정보가 Receiving Interface 의 네트워크와 동일한 Major 네트워크인 경우 , 업데이트하는 라우터는 네트워크에 대한 정보를 업데이트 할 때 , Receiving Interface 와 동일한 서브넷마스크를 적용하여 Update 정보를 보낸다 .업데이트 되는 네트워크 정보가 Receiving Interface 의 네트워크와 상이한 Major 네트워크인 경우 , 라우터는 네트워크에 대한 정보를 업데이트 할 때 , Default Subnet Mask 를 적용한 Update 정보를 보낸다 .(Auto-Summarization)

Classful Routes

20

192.168.5.129 /27

192.168.5.98 /27

192.168.5.33 /27 192.168.5.65 /27

192.168.5.97 /27

S1

S0

E1E0

E0A Requirement for

Only Two Host Addresses–

Forced to Allocate 30 Host Addresses

Classful Subnetting Requirements

네트워크 상의 모든 라우터의 Interface 는 동일한 Subnet Mask(FLSM) 를 가져야 한다 .

IP Address 의 효율적인 사용을 불가하게 한다 .( 단지 두개의 호스트 Addresss 를 필요로 하는 Serial Interface 의 경우도 필요 이상의 IP Address 가 할당되게 된다 .)

21

Classless Routing

Classless Routing Protocol 은 Route 를 Advertise 할 때 , Routing Mask (=subnet mask, Prefix) 를 포함하여 전달한다 . Prefix Routing이라고도 한다 .

OSPF, EIGRP, RIP v.2, IS-IS, BGP 등의 라우팅 프로토콜이 이에 해당하며 , RIP v.2, EIGRP, BGP 등은 Default 로는 Auto Summary 를 지원하며 (Classful Routing), no auto-summary 명령을 사용하면 Classless 로 설정된다 .

필요에 따라 Route 를 Summarize 할 수 있다 .

22

23

24

네트워크 상의 라우터들의 Interface 는 상이한 Subnet Mask(VLSM)를 가질 수 있다 .

IP Address 의 효율적인 사용을 가능하게 한다 .( 단지 두개의 호스트 Addresss 를 필요로 하는 Serial Interface 의 경우 30bit 의 Subnetmask 를 사용한다 .)

192.168.5.129 /27

192.168.5.209 /30

192.168.5.33 /27 192.168.5.65 /27

192.168.5.210 /30

S1

S0

E1E0

E0A Requirement for Only

Two Host Addresses–VLSM Support

Accommodates This

Classless Subnetting Requirements

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Distance Vector 환경에서는 Routing Update 가 직접 연결된 Neighbor Router 에만 전달된다 . 보통 Broadcast 를 사용하여 전달되며 Multicast 를 사용하는 경우도 있다 .(RIP v.2, EIGRP)

주기적인 Update(Periodic Update) 를 한다 . Routing Table 전체 (Complete Routing Table) 를 Update 한다 .

Routing Table

All Routes

Distance Vector Routing Update Traffic

26

Cisco Router 는 RIP, IGRP 등의 Distance Distance Vector Routing Protocol 을 지원한다 .

Routing Protocol 은 Routing Information 전달에 IP Packet 을 사용한다 . (= 라우팅 Information 이 IP Packet 으로 Encapsulation 되어 전달 된다 .)

UDP Header

Port No.

SegmentPayload

IP Header

Protocol Number

Frame Header

CRC

Packet Payload

Frame Payload

9 - IGRP 6 - TCP17 - UDP

9 - IGRP 6 - TCP17 - UDP

520 - RIP69 - TFTP53 - DNS

520 - RIP69 - TFTP53 - DNS

Distance Vector Routing Protocols

27

6 - TCP6 - TCP 179 - BGP179 - BGP

TCP Header

Port No.

SegmentPayload

IP Header

Protocol Number

Frame Header

CRC

Packet Payload

Frame Payload

UDP Header

Port No.

DatagramPayload

IP Header

Protocol Number

Frame Header

CRC

Packet Payload

Frame Payload

17 – UDP17 – UDP 520 - RIP520 - RIP

IP Header

Protocol Number

Frame Header

CRC

Packet Payload

Frame Payload

88 – EIGRP89 – OSPF9 - IGRP

88 – EIGRP89 – OSPF9 - IGRP

RIP, IGRP, OSPF, EIGRP, BGP PDU Diagram

28

Characteristic RIPv1 RIPv2 IGRP EIGRP

Count to infinity X X XSplit horizon X X X XHold-down timer X X XTriggered updates with route poisoning X X X X

Load balancing—Equal paths X X X XLoad balancing—Unequal paths X XVLSM support X XRouting algorithm B-F B-F B-F DUALMetric Hops Hops Comp CompHop count limit 16 16 100 100Scalability Small Small Med Large

Characteristic RIPv1 RIPv2 IGRP EIGRP

Count to infinity X X XSplit horizon X X X XHold-down timer X X XTriggered updates with route poisoning X X X X

Load balancing—Equal paths X X X XLoad balancing—Unequal paths X XVLSM support X XRouting algorithm B-F B-F B-F DUALMetric Hops Hops Comp CompHop count limit 16 16 100 100Scalability Small Small Med Large

** EIGRP is an advanced distance vector protocol

**

B-F : Bellman-Ford AlgorithmDUAL : Diffusing Update Algorithm

Distance Vector Protocol Comparison Chart

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Link-State 환경에서는 Link-state Advertisement 가 Routing Domain(OSPF의 경우 Area) 의 모든 Device 에 전달 된다 .

Link State 는 Link 의 Network Address, Interface Bandwidth 등 Link 의 상태를 나타낸다 .

Topology 에 변화가 있을 때만 라우팅 업데이트를 발생시킨다 . Link 의 상태변화를 감지한 라우터가 LSA(Link State Advertisement) 를 특정

Multicast Address 로 모든 Neighboring Router 에 Flooding 한다 . Hierarchical Design (Multiple Logical Area Design) 의 경우 , Link State Adverti

sement 의 범위를 Area 내로 국한 시킬 수 있다 .

Routing Table

One Route

Link-State Routing Update Traffic

30

Characteristic OSPF IS-IS EIGRP

Hierarchical topology X X Retains knowledge of all possible routes X X XManual Route summarization X X XAutomatic Route summarization XEvent-triggered announcements X X X

Equal paths Load balancing X X XUnequal paths Load balancing XVLSM support X X XRouting algorithm Dijkstra IS-IS DUALMetric Cost Cost CompHop count limit 200 1024 100Scalability Large VryLg Large

Characteristic OSPF IS-IS EIGRP

Hierarchical topology X X Retains knowledge of all possible routes X X XManual Route summarization X X XAutomatic Route summarization XEvent-triggered announcements X X X

Equal paths Load balancing X X XUnequal paths Load balancing XVLSM support X X XRouting algorithm Dijkstra IS-IS DUALMetric Cost Cost CompHop count limit 200 1024 100Scalability Large VryLg Large

* For comparison purposes only, not a part of this course** EIGRP has some link-state features

***

Link-State Protocol Comparison Chart

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Convergence 는 Network Topology 에 변경이 발생한 경우 , 모든 라우터가 변경된 Topology 를 반영하여 라우팅테이블을 재구성하는 것이다 .

새로운 경로가 추가 될 수 있으며 , 기존의 경로가 변경 될 수 있다 .

Convergence time 에 영향을 주는 요소들은 다음과 같다 .• Route calculation algorithm• Hold-down Timer 등 Update mechanism • Topology Table 의 크기• Media type

Physical Layer 또는 Datalink Layer 에서 Interface 가 통상 세번 동안 Keep-Alive 메시지를 못 받는 경우 , 그 Link 는 Down 된 것으로 처리된다 .라우팅 프로토콜이 통상 세번 동안 Hello Message 또는 라우팅 Update 를 받지 못하는 경우 , 그 링크는 다운 된 것으로 처리된다 . Hello Interval 이 Keepalive Interval( 통상 10초 ) 보다 짧은 경우 , Hello Interval Dead Time 에 의해서 Link Down 이 판정된다 .

Convergence

Link Change Detection

32

RIP Convergence S1

S0

E1E0

S0

S0

E0FF EE

BB

AACCDD

1. Router C 가 Link Failure 를 Detection 하면 해당 네트워크를 Poisoned Route(Hop Count 16) 로 하여 Router B 와 D 에 Flash Update 한다 . Router D 는 새로운 Flash Update를 만들어 E 로 전달한다 . Router C 는 Down 된 Link 에 대한 Entry 와 다운된 링크를 통해 알게 된 모든 경로를 제거한다 .

2. Router C 가 Down 된 네트워크에 대한 경로를 묻는 Query 를 Neighbor 인 B 와 D 를 향해 Broadcast(RIP v.1) 또는 Multicast(RIP v.2 224.0.0.9) 를 사용하여 보낸다 .

3. Router D 가 Poisoned Route 로 응답하고 (Poison Reverse 라 한다 . Poison Reverse 는 Split Horizon 을 Override 한다 .), Router B 는 Router C 에서 볼 때 이전보다 Weaker Metric 으로 해당 네트워크에 대한 Route 를 Respond 한다 . Router C 는 Router B 로 부터의 Route 를 즉시 Install 한다 . Router C 는 Holddown 에 들어가지 않는다 . 왜냐하면 Entry 가 이미 제거 되어 있기 때문이다 .

4. Router D 는 Failed Route 에 대한 Holddown 에 들어간다 . Router C 가 이전보다 Weaker Metric 를 가진 Route 를 Periodic Update 를 통해 전달하지만 Router D 는 이를 받아 들이지 않는다

5. Router D,E,F 에서 Holddown Timeout 이 되면 Router C 가 정기적으로 Update 하는 Weaker Metric 를 갖는 경로가 받아 들여 진다 .

Router F 에서의 Convergence time 은 Holddown Time과 세번의 Update Interval Time을 합한 시간이 소요 된다 .(180+60x2=400초 초과 )

33

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

1. Router C 가 Link Failure 를 Detection 하면 해당 네트워크를 Poisoned Route(Hop Count 16) 로 하여 Router B 와 D 에 Flash Update 한다 . Router D 는 새로운 Flash Update 를 만들어 E 로 전달한다 . Router C 는 Down 된 Link 에 대한 Entry와 다운된 링크를 통해 알게 된 모든 경로를 제거한다 .

RIP Convergence (1)

Flash UpdatePoisoned Route(Hop Count 16)

Flash UpdatePoisoned Route(Hop Count 16)

34

35

36

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

• Router C 가 Down 된 네트워크에 대한 경로를 묻는 Query 를 Neighbor 인 B 와 D 를 향해 Broadcast(RIP v.1) 또는 Multicast(RIP v.2 224.0.0.9) 를 사용하여 보낸다 .

RIP Convergence (2)

1.1.0.0 networkQuery

37

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

• Router D 가 Poisoned Route 로 응답하고 (Poison Reverse 라 한다 . Poison Reverse 는 Split Horizon 을 Override 한다 .), Router B 는 Router C 에서 볼 때 이전보다 Weaker Metric 으로 해당 네트워크에 대한 Route 를 Respond 한다 . Router C 는 Router B 로 부터의 Route 를 즉시 Install 한다 . Router C 는 Holddown 에 들어가지 않는다 . 왜냐하면 Entry 가 이미 제거 되어 있기 때문이다 .

RIP Convergence (3)

PoisonedRoute 로 응답

(Poison Reverse)

38

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

• Router D 는 Failed Route 에 대한 Holddown 에 들어간다 . Router C 가 이전보다 Weaker Metric 를 가진 Route 를 Periodic Update 를 통해 전달하지만 Router D는 이를 받아 들이지 않는다

RIP Convergence (4)

HolddownHolddown

39

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

• Router D,E,F 에서 Holddown Timeout 이 되면 Router C 가 정기적으로 Update하는 Weaker Metric 를 갖는 경로가 받아 들여 진다 .

RIP Convergence (5)

HolddownHolddown

40

Flash Update 의 경우도 Full Update 이다 .Query 에 대한 Reply 도 Full Update 이다 .RIP 라우터가 라우팅테이블을 인접라우터로 업데이트 할 때 , 자신의 라우팅 테이블에 홉값에 1 값을 더해서 업데이트 한다 .Debug ip rip, debug ip routing 명령을 사용하여 Routing Update 를 Monitoring 할 수 있다 .

RIP Convergence

41

S1

S0

E1 E0

S0

S0

E0FF EE

BB

AACCDD

IGRP Convergence

1. Router C 가 Link Failure 를 Detection 하면 해당 네트워크를 Poisoned Route(unrechable metric, 4,294,967,295) 로 하여 Router B 와 D 에 Flash Update 한다 . Router D 는 새로운 Flash Update 를 만들어 E 로 전달한다 . Router C 는 Down 된 Link 에 대한 Entry 와 다운된 링크를 통해 알게 된 모든 경로를 제거한다 .

2. Router C 가 Down 된 네트워크에 대한 경로를 묻는 Query 를 모든 Interface 를 통해 Broadcast 를 사용하여 보낸다 .

3. Router D 가 Poisoned Route 로 응답하고 (Poison Reverse 라 한다 . Poison Reverse 는 Split Horizon 을 Override 한다 .), Router B 는 Router C 에서 볼 때 이전보다 Weaker Metric 으로 해당 네트워크에 대한 Route 를 Respond 한다 . Router C 는 Router B 로 부터의 Route 를 즉시 Install 한다 . (Router C 는 Holddown 에 들어가지 않는다 . 왜냐하면 Entry 가 이미 제거 되어 있기 때문이다 .)

4. Router D 는 Failed Route 에 대한 Holddown 에 들어간다 . Router C 가 이전보다 Weaker Metric 를 가진 Route 를 Periodic Update 를 통해 전달하게 되는데 Router D 는 이를 받아 들이지 않는다 .

5. Router D,E,F 에서 Holddown Timeout 이 되면 Router C 가 정기적으로 Update 하는 Weaker Metric 를 갖는 경로가 받아 들여 진다 .

Router F 에서의 Convergence time 은 Holddown Time과 세번의 Update Interval Time을 합한 시간이 소요 된다 .(280+90x2=480초 초과 )

Debug ip igrp transactions, debug ip routing 명령을 사용하여 Convergence Monitoring 할 수 있다 .

42

S1

S0

E1 E0

S0

S0

E0FF EE

BB

AACCDD

EIGRP Convergence

1. Router C 가 Link Failure 를 Detection 하면 Topology Table 에서 Failed Network 에 대한 Feasible Successor 를 찾는다 . Failed Network 에 대체경로를 찾지 못한 경우 , Active State 에 들어 간다 .

2. Router C 가 Down 된 네트워크에 대한 경로를 묻는 Query 를 모든 Interface 를 통해 Muticast(224.0.0.10) 를 사용하여 보낸다 . Neighbor Router 는 Query 에 대한 Ack 를 보낸다 .

3. Router D 는 Failed Network 에 대한 경로 없음으로 응답한다 .4. Router B 는 Failed Network 에 대한 경로를 Reply 한다 .5. Router C 가 Router B 로 부터의 새로운 Path 와 Metric 을 받아 들여 Topology Table 에

저장한 후 , Routing Table 에 새로운 Entry 를 만든다 .6. Router C 가 모든 Interface 를 통하여 새로운 Route 를 Update 하고 , 모든 Neighbor R

outer 는 Ack 와 함께 자신의 Update 를 Router C 에 보낸다 . 이러한 양방향 Update 는 Routing Table Sync 를 확인하고 , 새로운 Network Topology 를 Neighbor 가 인식했는지를 검증하기 위해서 필요하다 .

Convergence Time 은 Link Detection Time, Query & Reply Time, Update Time 등을 합한 시간으로 Router E 에서 대략 2초 정도 소요된다 .

43

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

All S1 are DCE: clock rate=64000

• Router C 가 Link Failure 를 Detection 하면 Topology Table 에서 Failed Network 에 대한 Feasible Successor 를 찾는다 . Failed Network 에 대체경로를 찾지 못한 경우 , Active State 에 들어 간다 .

Feasible Successor 를 찾는다 .찾지 못하면 , Active State 에 들어간다 .

EIGRP Convergence(1)

44

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

All S1 are DCE: clock rate=64000EIGRP Convergence(2)

• Router C 가 Down 된 네트워크에 대한 경로를 묻는 Query 를 모든 Interface 를 통해 Muticast(224.0.0.10) 를 사용하여 보낸다 . Neighbor Router 는 Query 에 대한 Ack 를 보낸다 .

Down 된 경로에 대한 Query (224.0.0.10)

Query 에 대한 Ack

1. Router D 는 Failed Network 에 대한 경로 없음으로 응답한다 .2. Router B 는 Failed Network 에 대한 경로를 Reply 한다 .

45

46

47

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

All S1 are DCE: clock rate=64000EIGRP Convergence(3)

• Router C 가 Router B 로 부터의 새로운 Path 와 Metric 을 받아 들여 Topology Table 에 저장한 후 , Routing Table 에 새로운 Entry 를 만든다 .

새로운 Path 와 Metric 을Topology Table 에 저장 ,Routing Table 에 새로운Entry 만든다 .

48

49

50

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

All S1 are DCE: clock rate=64000EIGRP Convergence(4)

• Router C 가 모든 Interface 를 통하여 새로운 Route 를 Update 하고 , 모든 Neighbor Router 는 Ack 와 함께 자신의 Update 를 Router C 에 보낸다 . 이러한 양방향 Update 는 Routing Table Sync 를 확인하고 , 새로운 Network Topology 를 Neighbor 가 인식했는지를 검증하기 위해서 필요하다 .

새로운 Route 를 update

모든 Neighbor Router 는 Ack 와 함께자신의 Update 를 보낸다 .

51

Distance Vector 가 라우팅테이블을 Full Update 하는 데 비해 , EIGRP 는 Advanced Distance Vector 로 Flash Update( 변경된 Route 만을 Update) 한다 .

Best Path(Successor)외에도 Second Path(Feasible Successor) 정보를 갖고 있다 .(show ip eigrp topology 명령으로 볼 수 있다 .show ip route 명령으로 보면 Successor 만 나타난다 .) Best Path 가 Unavailable 하게 되면 Feasible Successor 를 Best Path 로 사용한다 .

Feasible Successor 가 없는 경우는 Neighbor Router 에 해당 네트워크에 대한 정보를 요청 (Query) 한다 .

debug ip eigrp, debug ip eigrp summary, debug ip routing 명령을 사용하여 EIGRP Convergence 를 Debugging 할 수 있다 .

EIGRP Convergence

52

S1

S0

E1 E0

S0

S0

E0FF EE

BB

AACCDD

1. Router C 가 Link Failure 를 Detection 하면 Failed Route 에 대한 경로를 라우팅 테이블에서 제거하고 , Link State 변경에 대한 LSA 를 모든 Interface 로 보낸다 .

2. Router B 와 Router D 는 LSA 를 Copy 하고 , Update 받은 Interface 를 제외한 모든 Interface 를 통해서 LSA 를 Flooding 한다 .

3. 라우터 C 를 포함한 모든 라우터는 Delay Time(Default 가 5초 ) 을 기다린 후 SPF Algorithm 을 작동하여 Routing Table 을 계산한다 . 네트워크 1.2.0.0 에 대한 새로운 경로가 라우터 C,D,E,F 의 라우팅 테이블에 나타난다 .

4. 라우터 A 는 Hello Time Dead Interval 동안 Router C 로 부터 Hello Packet 을 못 받게 되어 , Neighbor Down 으로 간주하고 LSA 를 발생시키면 모든 라우터에 Flooding 되고 , 라우터 C 에는 라우터 B 를 경유하여 Failed Network 로 가는 경로가 라우팅 테이블에 나타나게 된다 .

1.2.0.0

OSPF Convergence

53

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

All S1 are DCE: clock rate=64000

• Router C 가 Link Failure 를 Detection 하면 Failed Route 에 대한 경로를 라우팅 테이블에서 제거하고 , Link State 변경에 대한 LSA 를 모든 Interface 로 보낸다 .

2. Link State변경에 대한LSA 를 보낸다 .

1. Failed Route 에 대한 경로를 라우팅 테이블에서 제거

OSPF Convergence(1)

54

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

All S1 are DCE: clock rate=64000

• Router B 와 Router D 는 LSA 를 Copy 하고 , Update 받은 Interface 를 제외한 모든 Interface 를 통해서 LSA 를 Flooding 한다 .

LSA

OSPF Convergence(2)

LSA Flooding

LSA Flooding

55

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

All S1 are DCE: clock rate=64000

• 라우터 C 를 포함한 모든 라우터는 Delay Time(Default 가 5초 ) 을 기다린 후 SPF Algorithm 을 작동하여 Routing Table 을 계산한다 . 네트워크 1.2.0.0 에 대한 새로운 경로가 라우터 C,D,E,F 의 라우팅 테이블에 나타난다 .

OSPF Convergence(3)

C 를 포함한 모든 라우터는Delay Time 을 기다린후SPF Algorithm 으로 Routing Table 재계산

56

S0:1.3.0.1

S1:1.3.0.2

E0:1.1.0.1

E0:1.1.0.2

S1:1.2.0.2

S0:1.2.0.1

S0:1.4.0.

1

EE

BB

AACCDDE0:1.5.0.2

E0:1.5.0.1

S0:1.4.0.2

All S1 are DCE: clock rate=64000

• 라우터 A 는 Hello Time Dead Interval 동안 Router C 로 부터 Hello Packet 을 못 받게 되어 , Neighbor Down 으로 간주하고 LSA 를 발생시키면 모든 라우터에 Flooding 되고 , 라우터 C 에는 라우터 B 를 경유하여 Failed Network 로 가는 경로가 라우팅 테이블에 나타나게 된다 .

OSPF Convergence(4)

Hello Time Dead Interval 동안Hello packet 을 받지 못한다 .

57

Routing Table Analysis

58

Single EntryRouting

Table

RoutingTable

FullTable

Distance Vector

Approach

Link-State

Approach

Different ways to send route information

Routing Updates

59

192.168.5.0/24AA BB CC

172.16.2.0/24

Routing Table172.16.2.0/24172.16.1.0/24

172.16.1.0/24

172.16.2.0/24 172.16.1.0/24

172.16.2.0/24

OSPF Network (Classless Routing)

AA BB

172.16.2.0/24 192.168.5.0/24CC

172.16.0.0Routing Table172.16.0.0/16

172.16.1.0/24

172.16.2.0

RIPv1 Network (Classful Routing)

AA BB

Classful and Classless Routing Updates

60

show ip route 명령으로 볼 수 있다 . clear ip route 명령를 사용하여 Refresh 할 수 있다 .하나의 Destination 에 Multiple path 가 있을 수 있다 . IP 의 경우는 Default 로 Load Balancing 이 Enable 되어 있으며 , IPX 의 경우는 Default 로 Load Balancing 이 Disable 되어 있다 . BGP 의 경우도 수동으로 Load Balancing 을 Enable 시켜야 한다 .

Routing Tables

61

Load Balancing

• Packet-by-Packet 기반의 round robin– Process Switching– 해당 Interface 에 “ no ip route-cache”

• Session-by-Seesion 기반의 round robin– IP Fast Switching– 해당 Interface 에 “ ip route-cache” enable

• Monitoring– Debug ip packet– Ping– Show ip cache– Show ip Interface Serial 0

62

Sample Routing Table

Backbone_r1#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 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, * - candidate default

Gateway of last resort is 10.5.5.5 to network 0.0.0.0

172.16.0.0/24 is subnetted, 2 subnetsC 172.16.10.0 is directly connected, Loopback100C 172.16.11.0 is directly connected, Loopback101O E2 172.22.0.0/16 [110/20] via 10.3.3.3, 01:03:01, Serial1/2

[110/20] via 10.4.4.4, 01:03:01, Serial1/3[110/20] via 10.5.5.5, 01:03:01, Serial1/4

O E2 192.168.4.0/24 [110/20] via 10.4.4.4, 01:03:01, Serial1/3 O E2 192.168.5.0/24 [110/20] via 10.5.5.5, 01:03:01, Serial1/4

10.0.0.0/24 is subnetted, 4 subnets C 10.5.5.0 is directly connected, Serial1/4C 10.4.4.0 is directly connected, Serial1/3C 10.3.3.0 is directly connected, Serial1/2C 10.1.1.0 is directly connected, Serial1/0O E2 192.168.3.0/24 [110/20] via 10.3.3.3, 01:03:02, Serial1/2S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 10.5.5.5

Backbone_r1#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 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, * - candidate default

Gateway of last resort is 10.5.5.5 to network 0.0.0.0

172.16.0.0/24 is subnetted, 2 subnetsC 172.16.10.0 is directly connected, Loopback100C 172.16.11.0 is directly connected, Loopback101O E2 172.22.0.0/16 [110/20] via 10.3.3.3, 01:03:01, Serial1/2

[110/20] via 10.4.4.4, 01:03:01, Serial1/3[110/20] via 10.5.5.5, 01:03:01, Serial1/4

O E2 192.168.4.0/24 [110/20] via 10.4.4.4, 01:03:01, Serial1/3 O E2 192.168.5.0/24 [110/20] via 10.5.5.5, 01:03:01, Serial1/4

10.0.0.0/24 is subnetted, 4 subnets C 10.5.5.0 is directly connected, Serial1/4C 10.4.4.0 is directly connected, Serial1/3C 10.3.3.0 is directly connected, Serial1/2C 10.1.1.0 is directly connected, Serial1/0O E2 192.168.3.0/24 [110/20] via 10.3.3.3, 01:03:02, Serial1/2S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 10.5.5.5

*은 default path 즉 gateway of last resort 를 의미한다 .show ip route network_address 명령은 특정네트워크에 대한 사항을 보여 준다 .

63

Characteristic RIPv1 RIPv2 IGRP EIGRP OSPF

Distance vector X X X XLink-state X

Classful (auto route summ.) X X X XClassless (VLSM support) X X X

Cisco Proprietary X XScalability Small Small Med. Large LargeConvergence time Slow Slow Slow Fast Fast

**

** EIGRP is an advanced distance vector protocol

Routing Protocol Comparison Chart