2000년대 초반에 L3 스위치(Ethernet 스위치 + IP 라우터) 개발 회사에서 IBM NP4GS3C라는 Network Processor(그 당시 칩 하나에 $500이면 상당히 비싼 칩이죠)를 이용하여 패킷 포워딩 기능을 구현(assembler 기반의 microcode)한 적이 있습니다. 그 때의 경험과 추억을 되살려 L3 스위치의 패킷 전달 로직에 대해 설명을 드려 볼까 합니다. 아래와 같은 순으로 연재를 하겠습니다. 1편: 라우터 구조 소개 (오늘 글) 2편: IP 라우터의 패킷 포워딩 과정 3편: L3 스위치의 L2(Ethernet) 스위칭 과정 4편: L3 스위치의 IP 포워딩 과정 라우터 구조 좌측 그림은...

지난 시간에 이어 오늘 설명 드릴 내용은 아래 그림 우측 IP Routing입니다. 예전에 IP 분야 경력자 면접을 볼 때 우측 그림상에서 패킷 흐름/테이블 변화(아래 설명할 내용)를 화이트보드에 한번 그려 보라 한 적이 있는데요. 웃는 얼굴로 설명을 시작했지만 끝은 별로 좋지 않았다는... 지난 시간과 마찬가지로 망 구성도를 잘 봐 주시기 바랍니다. MAC/IP 값은 아래 테이블과 같습니다. Server/Router Port MAC 주소 IP 주소 SVR1 lan1 m1 1.1.1.10 SVR3 lan1 m3 2.1.1.30 R1...

제목이 좀 유치하죠? ^^* 말랑 말랑한 블로그 공간에서의 표현이므로 너그럽게 봐 주시기 바랍니다. 오늘과 내일에 걸쳐 L2(Ethernet) 스위칭과 L3(IP) 라우팅 과정에서 살펴 보도록 하겠습니다. 본 글을 통해 다음과 같은 내용을 설명 드리도록 하겠습니다. ARP와 IP 패킷 스위칭/라우팅 과정에서 Ethernet Header의 변화 스위칭/라우팅 과정 전후로 단말과 스위치, 라우터의 테이블(Routing, ARP, MAC Table) 엔트리 변화 Switching과 Routing 위 그림은 앞으로(오늘과 내일) 설명드릴 망 구성도이므로 잘 봐 주시기 바랍니다. (특히 서버/라우터의 MAC, IP 주소, 스위치/라우터의 포트(인터페이스) 번호)...

지난 시간에는 LTE망과 Wi-Fi망 간에 연동 구조에서 인증과 보안에 대해 살펴 보았는데요. 오늘은 단말(UE) IP 할당 절차에 대해서 설명드리겠습니다. UE IP 주소 할당 절차 ■ UE의 IP 주소는 누가 할당해 주나? UE는 LTE 망에 붙어 있던 Wi-Fi 망에 붙어 있던 항상 P-GW를 거치게 되고, P-GW가 UE의 IP 주소를 할당 해 줍니다. LTE망과 Wi-Fi망간에 핸드오버를 고려하여(핸드오버를 위해서는 UE의 IP 주소가 절대로 빠뀌면 안됨!) P-GW는 UE에 할당했던 IP 주소를 기억하고 있다가, LTE 망에서 Wi-Fi 망으로 이동 혹은 Wi-Fi 망에서 LTE 망으로 이동해도 동일 IP 주소를 UE에 전달해 줍니다. (이게 바로 IP Anchor가...

지난 시간에는 OSPF 망에서 Router-LSA를 통해 각 라우터가 Network Topology Map을 만들고 Link Cost 기반으로 Shortest Path Tree를 구성하는 절차에 대해 설명을 드렸습니다. 오늘은 위의 과정을 통해 생성된 OSPF Topology에 External Network이 연결되는 경우, 어떻게 OSPF 라우터들은 External Network의 라우팅 정보를 배우고, 그 Network으로 가는 Shortest Path를 알게 되는지 그 과정을 살펴 보도록 하겠습니다. OSPF External Network ■ OSPF 관점에서 External Network이란? External Network이란 OSPF로 구성된 하나의 네트워크(AS 혹...

지난 시간에 LTE over MPLS L3VPN 망을 위한 IP/MPLS 프로토콜을 설명 드리면서 "모든 IP 라우터는 OSPF나 IS-IS와 같은 IGP 프로토콜을 이용하여 IP 망 토폴로지 정보를 서로간에 주고 받고, Shotest Path Tree 토폴로지를 구성한다"라고 말씀을 드렸었는데요. 오늘은 OSPF 프로토콜을 통해 어떻게 라우터들이 OSPF 망(IP 망)의 전체 토폴로지를 알아내고, Shortest Path Tree를 구성하는지 살펴보도록 보겠습니다. 사실 OSPF와 같은 라우팅 프로토콜은 라우팅 비전문가들에게는 그 원리를 이해하기가 쉽지 않은 기술 분야입니다. Cisco나 Juniper 장비의 라우팅 설정(CLI)을 잘 하시는 분들은 많이 보았는데, 프로토콜 원리를 이해하고 계시는...

지난 시간에 이어 오늘은 LTE over MPLS L3VPN 네트워크 구성을 위한 IP/MPLS 프로토콜에 대해 설명드리도록 하겠습니다. 장비 설정(CLI) 레벨의 설명 보다는 프로토콜의 사용 목적에 대해 개념 위주로 살펴 보도록 하겠습니다. MPLS L3VPN을 위한 IP/MPLS 프로토콜 ■ E2E 망 구성 복습 차원에서 지난 시간에 설명드린 망 구성을 간단히 살펴 보면 아래 그림과 같습니다. eNB들은 AS로 aggregation되고, AS들은 다시 AR로 aggregation됩니다. eNB는 Management(예. EMS와 통신), Control(예. MME와 통신), Internet(예. GTP 터널링된 사용자 데이터) 트래픽 별로 서로 다른 VLAN이 할당(정의...

지난 시간에 이어 오늘은 LTE over MPLS L3VPN 망 상에서 LTE 노드간 트래픽을 그 타입(data, control, management)별로 separation하기 위한 MPLS L3VPN 설계 개념에 대해서 설명드리도록 하겠습니다. LTE 네트워크를 위한 MPLS L3VPN 망 설계 ■ E2E 망 토폴로지 아래 그림은 일반적인(특정 사업자망이 아닌) 통신망 구조입니다. Cell site에 위치한 eNB(eNodeB)들은 L2 스위치인 AS(Access Switch, 예: Cisco ME3400)로 aggregation 되고, 여러 AS들은 다시 CO에 위치한 AR(Aggregation Router)로 연결됩니다. POP에는 ER(Edge Router)이 위...

총 3편에 걸쳐 LTE 네트워크를 위한 MPLS L3VPN 망(LTE over MPLS L3VPN Network) 개념에 대해서 소개 드리도록 하겠습니다. 1편(이번 시간)에서는 MPLS L3VPN 기본 개념을 살펴보고, 2편에서 MPLS L3VPN 기술을 이용하여 LTE 노드간 트래픽을 타입(data, control, management)별로 separation하는 방안에 대해 알아 볼 것이며, 마지막으로 LTE over MPLS L3VPN 망을 구성하기 위해 필요한 IP/MPLS 프로토콜(OSPF, MP-iBGP, PE-CE Routing 등)에 대해서 설명 드리겠습니다. MPLS L3VPN 기본 개념 아마도 지구상에 있는 모든 통신 사업자는 MPLS L3VPN 기술을 사용하여...

연재의 마지막으로 오늘은 IP 라우팅 관점에서 LTE 핸드오버에 대해서 알아 보도록 하겠습니다. IP 라우팅을 잘 아시는 분들은 LTE 핸드오버의 개념을, LTE를 잘 아시는 분들은 IP 라우팅의 개념을 이해하시는데 도움이 되기를 바라며 글을 시작하겠습니다. 1. UE가 붙기 전: IP 라우팅 설정 ■ Topology eNB들은 AS(Access Switch, L2 switch임)로 연결이 되고, AS들은 AR(Aggregation Router)에 의해 aggregation되며, 다시 AR들은 ER(Edge Router)로 aggregation 됩니다. 그리고 SAE-GW(S-GW와 P-GW 일체형 장비)는 ER과 2개의 포트가 연결되어 있습니다. SAE-GW의 ge1...

지난 시간에 이어 오늘은 단말의 이동성 지원을 위해 LTE, WiBro, Wi-Fi에서 사용되는 Tunneling 프로토콜에 대해서 알아 보도록 하겠습니다. LTE Network: GTP Tunneling ■ IP Anchor는 누구? P-GW(PDN Gateway)가 IP Anchoring이 되며 단말(UE: User Equipment)이 송수신하는 모든 패킷은 항상 P-GW를 통하게 됩니다. 그래서 LTE network 하부에 위치한 IP network은 단말의 IP 주소를 목적지로 하는 패킷은 항상 P-GW로 라우팅(포워딩)하게 됩니다. (그렇게 라우팅 구성을 해야 합니다) ■ Downstream (DL) 트래픽 흐름 [a] YouTube 서버에서 UE의 I...

며칠 전 사회에서 알게된 좋은 후배님과 기술 토론 중에 후배님이 아래와 같은 얘기를 한 적이 있습니다. "무선 통신망에서 가입자가 이동을 하면 IP 라우팅망이 이를 인지하고 자동으로 가입자의 위치로 패킷을 전달하는거 아닌가요?" 이 후배님은 잘못 생각을 하고 있었던 거죠. 그래서 총 3회의 연재에 걸쳐 무선 통신망에서 사용자의 이동성을 위한 터널링에 대해 설명 드리고자 합니다. 1편: 이동 서비스를 위해 터널링이 필요한 이유 2편: LTE, WiBro, Wi-Fi의 Tunneling 기술 3편: IP 라우팅 관점에서의 LTE 핸드오버 오늘은 이 중에 "1편: 이동 서비스를 위해 터널링이 필요한 이유"입니다. 유선 통신망: IP Network 위...

Traffic Policing은 대역폭을 제어(제한)하는 기술로써 다음과 같은 응용에 이미 널리 사용되고 있습니다. Enterprise 서비스를 제공하는 통신 사업자가 Enterprise(기업)와 계약(SLA)된 대역폭 만큼만 패킷이 통신 사업자망으로 유입될 수 있도록 대여폭 제어 (보통 PE 라우터에서 수행) Residential 서비스를 제공하는 통신 사업자가 가입자별 대여폭 제어 혹은 P2P와 같은 특정 응용에 대한 대역폭 제어 (LTE의 경우 P-GW 혹은 별도 DPI 장비가 수행), 마음만 먹으면 Smart TV로 가는 트래픽만 골라 대역폭 제어도 가능하겠죠~ 대부분의 네트워크 장비(스위치/라우터)는 RFC 2697(srTCM; A Single Rate Three Color M...

지난 시간에 이어 오늘은 유무선 통신사업자의 PBR(Policy Based Routing) 적용 사례 몇가지를 알아보도록 하겠습니다. 1. TPS 서비스 별 물리적 망 분리 - Source IP 주소 기반으로 PBR을 적용한 사례 대한민국 대표 유선사업자 KT는 2개의 물리적인 백본망을 가지고 있습니다. 하나는 인터넷 서비스 즉, 인터넷 트래픽을 위한 KORNET 망이고, 또 하나는 KT의 서비스인 IPTV, VoD, VoIP, SoIP(Service over IP, 영상 전화기를 통한 서비스) 트래픽이 지나 다니는 Premium Core 망입니다. KORNET의 경우 인터넷만 다니므로 QoS를 지원하지 않는 망입니다. 단지 필요한건 무지하게 큰 파이프(대용량의 라우터) 입니다. Prem...

유무선 통신 사업자나 일반 기업 전산망은 그들의 정책/필요성에 따라 IP 네트워크에 PBR(Policy Based Routing)을 적용하고 있습니다. 오늘은 이 PBR의 개념과 관련 CLI(configuration)에 대해서 설명을 드리고, 다음 시간에는 국내외 통신 사업자망에서의 PBR적용 사례를 보여 드리도록 하겠습니다. 일반적인 IP 포워딩은... 원래 IP 라우터는 수신된 IP 패킷의 Destination IP 주소를, 자신이 가지고 있는 Forwarding Table과 비교(LPM; Longest Prefix Match 수행)하여 송신 포트(Outgoing Interface)를 결정하고, 그 포트로 패킷을 전달(패킷 포워딩)합니다. 참고: Control Plane은 R...

2011.12.06 Netmanias Blog에서 "DHCP 원리"를 소개하면서 DHCP 서버가 단말로 Subnet과 Router(Default Gateway) 정보를 제공한다고 설명 하였습니다. 오늘은 이 Subnet Mask와 Default Gateway의 의미에 대해서 살펴 보도록 하겠습니다. 제 PC의 DOS창에서 ipconfig를 한 결과는 아래와 같습니다. 서브넷 마스크(Subnet Mask)와 기본 게이트웨이(Default Gateway)가 각각 255.255.0.0과 172.16.1.1로 나옵니다. 먼저 Subnet Mask란 나와 동일 랜(서브넷)에 있는 IP 주소와 그렇지 않은 IP 주소를 구별하는데 사용됩니다. 제 예의 경우, 제 IP 주소인 172.1...

ARP(Address Resolution Protocol)에 대해서는 아마도 많은 분들이 잘 알고 계실 것입니다. IPoE(IP over Ethernet) 환경에서(현재 우리 모두가 사용하고 있는 환경이죠... L3 = IP, L2 = Ethernet) 상대방 호스트(PC/서버) 혹은 라우터의 MAC 주소를 알기 위해, 해당 노드(호스트/라우터)의 IP 주소를 타겟으로(ARP Request 패킷의 Target IP address 필드에 타겟 주소를 넣어서)하여 ARP 요청(ARP Request)을 보내고, 이를 수신한 호스트/라우터는 이에 대한 응답으로 자신의 MAC을 포함한 ARP Reply를 보냅니다 (아래 그림 참조). 그럼 Gratuitous ARP란 뭘까요? Gratu...

아래 글은 예전에 Netmanias Magazine에 기고했던 글의 일부로써, L3 Switch(예. Cisco 6500 series, Juniper MX series)의 구조에 대한 설명입니다. Protocol Reference Model 아래 그림은은 네트워크 장비의 기능을 크게 3개의 기능 블록으로 분리해 놓은 것이다. Control Plane: 네트워크 장비로 유입되는 패킷이 올바른 물리적 포트로 출력 될 수 있도록, 경로를 설정, 관리 및 해제하는 기능(Routing, Signaling)을 수행한다. Data Plane(User Plane): 수신된 패킷의 L2, L3 헤더 필드를 검사하여, Control Plane에서 의도 했던 출력 포트로 패킷을 송신하는 기능을...

오늘은 유선통신사업자망에서 사용되는 DHCP Option 82에 대해서 설명드리겠습니다. 이 글을 보시는 대부분은 집에서 KT나 SKT, LG U+의 유선 인터넷 서비스를 사용하고 계실 것입니다. 통신사업자에 가입하여 인터넷을 사용한다는 것은 곧 "가입자는 통신사업자에 월정액을 지불하고 통신사업자가 제공하는 인터넷 서비스를 사용한다"는 것인데요. 그렇다면 통신사업자는 가입자를 식별하여 내 가입자인지 아닌지, 혹은 월정액을 잘 내고 있는 가입자인지 아닌지를 판단하고 그에 따라 인터넷 서비스를 제공하는 것이 일반적인 룰일 것입니다. 그렇다면 유선통신사업자는 어떻게 가입자를 식별하여 인터넷 서비스를 제공할지 아니면 차단할지 결정할 수 있을까요? 혹시 기억하실 지 모르겠지만, 예전에는...

어제 올린 문제 "왜 두 서버간에 통신이 되지 않을까요?"에 대한 답변 시간입니다. 문제의 원인 아래 그림을 보면서 설명 드리겠습니다. [1] 먼저 Server 1의 IP 주소와 Subnet Mask를 보면 10.25.2.4/25입니다. 이를 IPSubnetter 프로그램을 통해 살펴 보면, 10.25.2.4/25와 동일 네트웍(동일 서브넷, 동일 LAN)에 있는 IP 주소 Range는 그림의 붉은색 박스와 같이 10.25.2.1 ~ 10.25.2.126입니다. 즉, 이 주소 대역의 Host와는 라우터(Default Gateway)를 거칠 필요 없이 바로 통신이 가능하다고 Server 1은 생각합니다. [2] 이제 Server 1에서 ping 10.25.2.68을 합니다. [...