Frame Relay의 DLCI·LMI·PVC와 NBMA 라우팅

01물리 회선 하나와 여러 PVC

• PVC·DLCIFrame Relay는 제공자 망을 통해 여러 지점을 가상 회선으로 연결하는 WAN 기술이다. 수업에서는 가상 Frame Relay 스위치와 Serial 인터페이스로 이 관계를 재현했다.

  • PVC(Permanent Virtual Circuit)는 미리 구성한 가상 연결이고, DLCI(Data-Link Connection Identifier)는 로컬 링크에서 그 회선을 구별하는 번호다.
• 로컬 식별자R1이 DLCI 102로 내보낸 프레임이 반대편 R2에는 DLCI 201로 도착할 수 있다. 제공자 스위치가 입력 포트·DLCI와 출력 포트·DLCI를 연결하므로, 양끝 번호가 동일할 필요도 전 세계에서 유일할 필요도 없다.

  • 102·201 같은 DLCI 값에 장비 번호를 포함시키는 것은 실습의 명명 관례이며 프로토콜의 강제 규칙은 아니다.

02프레임 식별과 FECN·BECN·DE

• 주소 필드·FCS프레임의 주소 필드는 DLCI뿐 아니라 혼잡 관련 제어 비트를 포함한다. FCS는 전송 중 손상을 검출하며 손상된 프레임을 버릴 수 있다.

  • 상위 계층 패킷의 신뢰성까지 링크 내부에서 모두 복구하는 구조로 가정하지 않는다.
  • Frame Relay가 빠진 데이터를 상위 TCP와 별개로 항상 재전송한다고 외우면 계층별 역할이 뒤섞인다.
• FECN·BECN·DE혼잡을 겪은 망은 진행 방향 프레임에 FECN을 설정하여 수신 쪽에, 반대 방향 프레임에 BECN을 설정하여 원래 송신 쪽에 혼잡을 알릴 수 있다. DE는 혼잡 시 우선 폐기할 수 있음을 표시한다.

  • 이 비트들은 IP 헤더의 ECN 필드와 같은 필드가 아니다.
  • 장비의 shaping 동작이 어떤 표시를 사용하는지도 별도로 확인한다.
• CIR·Bc·Be계약의 CIR은 평균 전송률, Bc는 관찰 구간의 약정 비트량, Be는 초과 전송 여지와 연결된다. 단순 계산에서 Tc = Bc/CIR이며 단위를 비트·초로 맞춘다.

  • 물리 회선 속도와 CIR을 같다고 단정하지 않고, 초과 burst를 지속 가능한 보장 대역폭으로 읽지도 않는다.

05LMI 상태와 Inverse ARP의 질문은 다르다

• LMI 상태LMI(Local Management Interface)는 고객 라우터와 접속한 Frame Relay 스위치가 가상 회선의 상태 등 관리 정보를 주고받는 체계다. Cisco·ANSI·Q.933a와 같은 형식과 상대 설정을 확인한다.

  • 고객 라우터끼리 IP 주소를 찾는 ARP 대화와 구분한다.
• Inverse ARPInverse ARP는 이미 알고 있는 회선 식별자를 바탕으로 그 반대편의 네트워크 계층 주소를 배우는 과정이다. 일반 ARP가 “이 IP의 링크 주소는?”이라면 이 경우는 “이 DLCI 너머 피어의 IP는?”에 가깝다.

  • 자신의 DLCI를 스위치에 문의하는 절차가 아니다.
  • 정적 frame-relay map으로 주소·DLCI를 명시할 수도 있다.

06Multipoint: 피어 주소마다 로컬 DLCI를 고른다

• Multipoint 매핑Multipoint subinterface는 여러 PVC의 피어가 하나의 IP 서브넷을 공유하는 논리 인터페이스다. IP 목적지 또는 다음 홉을 어느 DLCI로 내보낼지 매핑이 필요하다.

  • 수업의 R1은 123.1.1.2→102, 123.1.1.3→103처럼 각각의 피어를 다른 로컬 DLCI에 연결했다.
• Broadcast 복제Frame Relay는 NBMA(Non-Broadcast Multi-Access) 환경이다.

  • frame-relay map 뒤의 broadcast는 필요한 broadcast/multicast 패킷을 그 PVC에 복제하도록 허용하는 옵션이지, 제공자 망을 Ethernet broadcast 도메인으로 바꾸는 설정이 아니다.
  • OSPF 네트워크 유형에 따라 수동 neighbor가 별도로 필요할 수 있다.

interface Serial1/0
 no ip address
 encapsulation frame-relay
 no shutdown
interface Serial1/0.123 multipoint
 ip address 10.123.0.1 255.255.255.0
 frame-relay map ip 10.123.0.2 102 broadcast
 frame-relay map ip 10.123.0.3 103 broadcast

수업 패턴을 사설 주소로 다시 쓴 R1 예제. 제공자/실습 스위치의 PVC 매핑과 반대편 주소 설정이 먼저 대응해야 한다.

07Point-to-Point: PVC를 논리 인터페이스로 분리하기

• Point-to-PointPoint-to-Point subinterface는 하나의 PVC를 하나의 논리 링크로 다룬다. 연결 대상이 하나이므로 일반적으로 peer IP별 map 대신 interface-dlci로 회선을 붙인다.

  • 각 논리 링크에는 겹치지 않는 서브넷을 사용한다.
  • subinterface 번호 .102와 DLCI 102를 같게 쓰는 것은 읽기 편한 이름 규칙일 뿐 자동 연결이 아니다.
• 혼합 토폴로지실습 토폴로지는 R2-R3 전용 링크와 R1 중심 multipoint를 함께 사용했다. 물리 Serial 한 개의 상태, 개별 PVC 상태, subinterface 상태가 서로 다른 층의 정보임을 구분해야 한 링크만 실패한 이유를 설명할 수 있다.

! R2 쪽
interface Serial1/0.23 point-to-point
 ip address 10.23.0.1 255.255.255.252
 frame-relay interface-dlci 203

! R3 쪽
interface Serial1/0.23 point-to-point
 ip address 10.23.0.2 255.255.255.252
 frame-relay interface-dlci 302

양쪽 /30은 같고 로컬 DLCI는 다르다. physical encapsulation과 PVC 교차 연결은 이 조각에 포함하지 않았다.

수업 원본 자료

Frame Relay의 Multipoint와 Point-to-Point를 함께 쓴 실습

원본 크기로 보기 ↗

이 자료에서 읽어낼 것

1. mul의 123.1.1.0/24는 여러 피어가 공유하는 IPv4 서브넷이고, po의 23.1.1.0/24는 R2-R3 전용 논리 링크이다. 같은 물리 Serial에 서로 다른 subinterface를 두는 이유다.
2. IPv6의 /64 표기와 IPv4의 마스크를 구분한다. IPv4 프리픽스는 32비트를 넘을 수 없으므로 그림 속 R1의 /64를 설정값으로 복사하면 안 된다.
3. DLCI는 이 그림에 직접 표시되지 않는다. 원문 설정에서 R1은 102/103, R2는 201/203, R3는 301/302를 사용하므로 양끝 번호를 동일하게 맞추는 방식이 아니다.
4. 그림에 사용한 공인 주소 모양의 값은 당시 실습 표기다. 아래 재구성 예제에는 사설 대역을 사용하며, 그림만으로 외부 인터넷에 연결했다고 해석하지 않는다.

08Hub-and-Spoke의 Split Horizon과 다음 홉

• Split Horizon허브가 Spoke A에서 배운 경로를 같은 multipoint 인터페이스의 Spoke B로 다시 광고하려 할 때, 해당 라우팅 프로토콜의 split horizon 규칙이 광고를 막을 수 있다. A와 허브, B와 허브는 각각 통신하지만 A-B는 실패하는 상황을 이를 통해 해석한다.

  • 라우팅 업데이트의 수신·재광고와 실제 사용자 패킷 전달을 구분해야 한다.
• Spoke 간 전달PVC별 point-to-point subinterface를 두면 서로 다른 논리 인터페이스가 되어 문제를 단순화할 수 있다. 또는 허브에서 프로토콜별 split horizon 정책을 조정할 수 있으나, 기본 동작은 인터페이스 종류와 구현마다 확인해야 한다.

  • OSPF는 거리 벡터의 split horizon으로 설명하지 않고 NBMA 이웃 설정·DR 도달성·next-hop과 링크 표현을 본다.
• 라우팅 Network type경로를 배워도 next-hop이 직접 PVC로 닿지 않는 다른 spoke 주소이면 전달이 실패할 수 있다. 실제 제공자 PVC 구조, spoke→허브 매핑, 허브 경유 전달과 반환 경로를 대조한다.

  • “라우팅 테이블에 있다”는 사실만으로 데이터 전송을 증명하지 않는 사례다.

09PVC를 통한 전달과 단계별 상태 확인

• 계층별 관찰물리·line protocol→LMI→PVC→IP-DLCI 매핑→피어 통신→라우팅 이웃·원격망을 연결한다. LMI 실패와 잘못된 매핑을 라우팅 재분배로 해결하지 않는다.
• 레거시 환경CLI 제공 여부는 IOS 이미지와 지원 환경에 따라 다르다. 회선·매핑·NBMA·논리 인터페이스를 분리하는 원리는 다른 오버레이 해석에도 이어진다.

1. 사용 가능한 PVC 확인로컬 링크와 LMI/PVC 상태를 구분한다. 물리 up 하나만으로 원하는 가상 회선의 정상 전달을 확정하지 않는다.
2. 로컬 DLCI 선택Multipoint는 다음 홉의 IP-DLCI 매핑을 사용한다. Point-to-Point는 해당 논리 인터페이스에 지정된 PVC로 대응한다.
3. 제공자 망의 전달프레임에 로컬 DLCI를 넣어 보낸다. 제공자 스위치는 입력 포트·DLCI를 출력 포트·DLCI에 대응시켜 전달한다.
4. 피어 수신·상위 처리상대는 자기 링크의 DLCI로 프레임을 수신한다. 피어 IP 통신이 된 뒤에야 그 위의 라우팅 이웃·원격망까지 순차적으로 검증할 수 있다.

show interfaces Serial1/0
show frame-relay lmi
show frame-relay pvc
show frame-relay map
show ip route
show ip ospf neighbor

출력은 단계별 근거로 연결한다. 최종 명령은 OSPF를 사용한 실습에서만 해당한다.