CCNA Frame Relay(프레임릴레이)

프레임 릴레이(Frame Relay)

전용선 단점

고정된 용량의 회선 비용 지불

회선 추가시 추가적 비용

최선 변경시 담당자의 방문

공유가 불가능, 불필요한 대역폭 구매 발생

-> 프레임 릴레이 장점

소비자는 필요한 대역폭량과 지역망의 비용만 지불

남은 대역폭은 다른 사용자가 사용이 가능

저렴, 간단한 구현 방법

전용라인이 구성된 환경

각각 다른 대역폭의 라인을 사용

가상회로 (Virvutal Circuit, VC) : DTE 사이에 프레임이 송수신되는 경로를 나타내기 위한 논리적인 개념.

종단 간 직접적인 전기적 연결 없이 연결되는 논리적 연결이며 VC를 통해 다수와 사용자와 대역폭을 공유가 가능하며 하나의 물리적 회선에서 식별자(DLCI)를 통한 식별이 가능하기에 각 VC들을 구별이 가능하다!

*DLCI(data-link connection identifier) 

프레임 릴레이 망에서 가상회선 식별을 위한 식별자, 지역적으로 의미가 부여됨

0~15,1008~1023번 사이에서는 특수한 용도로 사용

일반적으로 16~1007 사이에서 서비스 제공 업자가 할당

가상회로 종류

1. 영구가상회로(permanent virtual circuit, PVC) : DTE 장비 사이에 빈번히 데이터를 전송할 경우 사용되는 영구적인 연결 서비스에 사용됨.

하나의 식별자(DLCI)를 고정해서 프레임 릴레이 스위치에 의해서 이미 정해진 경로로 전송되기 때문에 전용선의 역할을 할 수 있음

2. 가상교환회로(switched virtual circuit, SVC) : 실제로 존재하는 교환기의 각 기능을 구비한 논리적 회로이며 전화 연결과 비슷함.

호출 절차, 데이터 전송 단계, 회로 단절의 절차 등이 필요함. 처음 호출 확립이 이루어짐으로써 전송이 이루어지면 호출 뒤에는 연결을 해제. 

다중가상회로

다중가상회로를 사용함으로 물리적 비용을 줄임

프레임릴레이 스위치의 인터페이스에서 VC를 식별하기 위해 DLCI 값을 할당

인터페이스에서 할당된 DLCI번호를 송신 받았을 경우 어디 포트로 전달하며

해당 DLCI 번호를 무슨 번호로 변경할지로 결정

프레임릴레이 캡슐화

ietf캡슐화(대표적으로 ANSI)

 

프레임 릴레이 토폴로지

성형토폴로지: 저렴, hub-and-spoke, 일반적

full mesh topology : 이중화 제공, 비용이 보다 비쌈

부분매쉬토폴로지(partial mesh topology : 풀 메쉬 비용이 비싸 보다 부분적으로 보안을 사용

프레임릴레이 주소 맵핑

인버스 ARP : DLCI를 통해 3계층 주소를 얻음 

( mac주소에 해당하는 dlci번호는 알고 있지만 상대의 ip 주소를 모를때 사용되는 프로토콜)

프레임 릴레이의 dlci와 넥스트 홉 ip 주소를 자동으로 매핑시켜주는 기능을 하는 프로토콜

   * 리버스 ARP(RARP) : 2계층 주소를 아는데 3계층 주소를 모를때 사용

ARP 의 역과정 즉 48비트 MAC 주소로 부터 그 장비의 32비트 IP 주소를 알아내는 과정

동적 매핑

Inverse ARP를 이용하여 원격지의 3계층 주소를 얻어옴

정적 매핑

지역적 DLCI매핑의 정보를 정적으로

제공 특정 망 프로토콜에서 역 ARP를 지원하지 않을 때 사용

로컬관리 인터페이스(LMI, Local Management Interface)

라우터(DTE)와 프레임 릴레이 스위치(DCE)간 사용되는 메시지를 정의

프레임 릴레이 연결에 대한 상태 정보를 제공하는 활동 유지 메커니즘

킵 얼라이브 기능 사용으로 작동되지 않는 라우터(블랙홀)을 방지

10초 주기적

LMI 확장

블랙홀

일반적으로 DLCI는 로컬에서만 사용하는데 전역으로 사용이 가능하게

vc 상태 메시지 

-새로운 pvc 출현 및 기존의 pvc 삭제를 주기적으로 알림

멀티 캐스팅

-발신자가 복수의 수신자에게 전달되는 프레임을 허용

전역 주소

-LMI 확장이 사용된다면, 지역적이 아닌 전역 의미를 갖는 연결 식별자 제공

간단한 흐름 제어

-XON/XOFF흐름 제어 메커니즘 제공

주소매핑에 LMI 역 ARP

CIR(common Information Rate)

각 dlci마다 협상된 속도로써 일반적인 상황에서 보장되는 속도

DLCI에 주어진 CIR보다 빠르게 전달할 경우 페기될 수도 있음

버스팅

대역폭을 비용 지불 없이 빌려오게하며, 전송시간은 짧아야 함

• CIR : 절대로 폐기되지 않는 협의된 속도
• Bc : 협의된 버스팅 전송 속도, De가 마킹되 폐기 될 수도 있음
• Be : 협의되지 않은 버스팅 전송, De로 마킹되며 대부분 폐기

*초과했다면 De라는 꼬리표를 단다는 개념

보낼 수는 있지만 안 갈 확률이 높다는 개념의 De

위 그림에서 시리얼 링크를 통해 Frame Relay 스위치 안의 트레픽 차를 감쇠하기 위해 관리

할당 48, Be를 보면 초과한 것이 16 -> 마킹해서 보냄 (토큰 버켓이라는 알고리즘을 사용해 관리)

* 한 스텝당 1초가 아닌 이해를 돕기위해 125ms로 쪼갬, 125ms 증가, 더 작게 잘라도됨

Token Bucket

- 나가는게 64 들어오는게 1M이다, 이럴 때 관리가 필요하여 사용

T=BC/CIR

T=1/(CIR/BC)

CIR(물의 속도) - 주기적으로 계속 만들어짐, 초단위 개념, 토큰을 지속적으로 생성

Bc(보관하는 양동이)

Be(여분의 버퍼)

Tc(차는데 걸리는 시간)

라우터의 시리얼 링크에서 

버퍼를 사용하는 이유 - 두 기기의 속도차를 감쇠하기 위해 사용

(ex 프린터버퍼 - CPU를 따라가지 못하는 프린터, CPU가 다른일을 못하게됨)

토큰 알고리즘에 사용되는 변수들

1.토큰 : 1비트를 전송하기 위해서 소비 해야하는 비용. 1비트 전송시 하나의 토큰이 필요!

2.CIR = Committed Information Rate(CIR), in bits per second   : 토큰을 지속적으로 생성하는 물줄기

3.Bc = Conformed Burst Size(Bc), in bits    =>   데이터 전송이 필요한 토큰을 보관하는 양동이

4.Be = Excess Burst Size(Be), in bits       =>   Bc에서 받을 수 없는 토큰을 받는 예비 양동이

5.Tc = Measuring Time Interval(Tc)          =>   Bc 양동이에 토큰을 가득 채우는데 걸리는 시간

Bc(committed burst size)

정상 상태에서 Tc 시간동안 망에서 안정된 데이터 전송을 보장하는 최대 비트 수

Tc 값

큰 경우: 응용에서 트래픽 발생에 더 많은 융통성을 줄 수 있으므로 사용자에게 유리

작은 경우: 트래픽을 예측하기 쉬우므로 망 관리자에게 유리

Be(excess burst size)

Tc 시간동안 사용자가 Bc를 초과하여 전송할 수 있는 데이터의 최대 크기

토큰 버켓 예제

CIR = 64000bps

Bc = 8000비트

Be = 8000비트

Tc = 125 msec

처음 버킷은 Bc, Be 2개가 있고, 처음 Bc가 텅빈 상태에서

125ms(Tc)가 지나면 Bc에 토큰이 8000개가 채워진다. 이때를 Tc(0)

라고 하고, 다음과 같이 전송할 데이터가 있다고 가정하자(토큰 한 개

는 1비트로 생각한다). 

 ① Tc(0)

전송할 데이터(0)=0, Bc(0)=8000, Be(0)=0

전송할 데이터가 없다. 토큰이 Bc에 저장된다.

② Tc(1)

전송할 데이터(1)=2000, Bc(1)=8000, Be(1)=8000

- Tc인 125ms 동안 새롭게 추가된 토큰과 전에 쓰고 남은 토큰을 합해서16000의 토큰이 있다.

Bc에서 2000을 꺼내 데이터를 전송하면, 이제 Bc에는 6000, Be에는 8000이 남는다.

 6000은 버려졌음 

Tc(2) : 데이터(2)=16000, Bc(2)=8000, Be(2)=8000, Be에 흘러 넘쳐서 버려지는 토큰은 무시한다.

전송할 데이터 16000 모두 전송된다. ISP쪽에서 허용된 Bc인 8000 이상의 데이터외의 나머지 Be 8000은 DE 비트를 마킹

 망 내에서 혼잡(congestion) 발생시우선적으로 드롭된다. 이제 Bc, Be에 남아 있는 토큰은 없다.

 

이때 Bc를 초과해서 Be의 토큰을 전송하였으니 버스팅 전송이라 볼 수 있다!

Tc(3) : 데이터(3)=10000, Bc(3)=8000, Be(4)=0

- 새롭게 추가된 토큰을 더해 Bc가 8000이 됐지만, 이 경우에는 토큰이 부족하다.

이때 쉐이핑일 경우는 버퍼에 2000을 저장했다가 다음 Tc에 전송을 하고, 폴리싱일 경우는 드롭시킨다

MEMO

쉐이핑딜레이 - 버퍼에다 저장해두고 사용

폴리싱

프레임릴레이 흐름 제어

혼잡통지기법

DE

FECN

BECN

프레임릴레이 설정작업

IP, 캡슐화, LMI타입 설정

NBMA

브로드캐스트 및 멀티캐스트 고유의 기능을 갖기 않는 다중 접속 네트워크 환경

도달성 문제

* 스플릿 호라이즌 : 루프방지기법, 가지고 있는 정보는 다시 주지 않는 것

같은 포트에서 받은 정보는 전파가 되지 않기에 라우팅 업데이트 문제가 발생

해결방법

• logical subinterface로 분할 (점대점과 다중지점) : 브로드캐스팅이 안되게 하게끔
• 링크상태프로토콜 사용
• 스플릿 호라이즌 해제 명령 사용(간단)

OSPF 타입

 * 각 환경에 할당된 주기를 사용해 수동으로 네이버를 설정

-Ospf는 네트워크 타입에 따라서 dr의 선출, 이웃은 지정, 헬로우, 데드 간격이 달라짐

-네트워크 타입을 결정하는 인터페이스 타입(Default Interface) 존재

-이 네트워크 타입에 따라서 ospf의 동작 방식이 달라지게 됨

-헬로우,데드,네트워크 타입은 서로 일치해야 정상적으로 동작

-dr은 완전히 선출되거나 선출되지 말아야함

-dr의 모든 라우터들과 물리적(pvc)로 연결된 라우터만이 가능하다!- 허브&스포크에서 허브가 반드시 dr로 선출되어야함

-Broadcast, Nonbroadcast끼리 서로 호환이 되며, point-to-point,point-to-multipoin끼리 서로 호환이 됨

 이때는 서로 헬로우,데드 간격을 동일하게 설정해야함

-해당 인터페이스에서

  ip ospf network {broadcast | point-to-point | point-to-multipoint | non-broadcast} 

  명령을 통해서 타입 변경이 가능

프레임 릴레이 검증

프레임 릴레이 문제 해결

* 프레임릴레이 부분에서 문제발생시 해결방법 정도는 알아두기

   디스턴스벡터 라우터 환경에서 어떤 문제점을 막는 방법 등