CCNA 정리 - Frame Relay

지금 CCNP 공부하면서 Dump 풀이를 정리하고 있는데, Frame Relay 부분이 잘 기억이 나질 않아

다시 한번 정리를 해봅니다. 출처는 인터넷에 떠돌아 다니는 여러 정보의 취합 입니다.

Frame-Relay : PPP와 마찬가지로 WAN에서 사용하는 링크 레이어 프로토콜의 하나 입니다.

Frame Relay Cloud : 중앙에 있는 구름 입니다.

Frame Relay Switch : Cloud 내부에 있는 스위치 입니다.

Virtual Circuit : 두 지점간의 논리적(가상의) 연결을 말하는데, 여기서 Circuit은 두 지점을 연결한 것을 의미합니다.

전화 PSTN이 대표적인데 A와 B가 통화를 하면 일시적으로 두 지점이 연결되어 회선이 만들어 지고 다른 사람은 참여 할 수 없게 됩니다. 이런 방식은 회선을 나만 쓰게 하고 다른 사람은 못쓰게 하기 때문에 효율성이 떨어지는 단점이 있는데, 내가 안 쓸 때 다른 사람이 쓸 수 있게 하면 더 좋겠다는 생각으로 나온 것이 Message Switching 이라고 합니다.

이를 위해 Store and Forward 방식, 즉 우선 저장하고 회선을 아무도 사용하지 않을 때 전송하는 방식을 사용하게 되는데, 저장을 하기 위해 필연적으로 메모리를 가지게 되고 큰 파일을 보내려면 메모리도 커져야 한다는 문제가 발생 했습니다.

그래서 큰 Data를 잘라서 보내는 방식인 Packet Switching이 나오게 됩니다. Data를 Packet이라는 단위로 잘라서 보내는 개념 입니다.

Packet Switching의 접근 방식은 2개가 있습니다. Datagram Approach와 Virtual Circuit Approach인데 Datagram Network는 토막을 낸 Packet의 앞뒤 관계를 고려하지 않고 독립적으로 처리하기 때문에 목적지에는 순서에 관계없이 뒤에 것이 더 빨리 도착 할 수도 있습니다. Packet은 그때 그때 네트워크 상황에 따라 서로 다른 경로로 목적지에 도착하게 됩니다.

이를 위해 라우터나 스위치 같은 네트워크 장비가 필요하게 됩니다. 회선을 전용하지 않고 패킷을 보내는 것이기 때문에 지연이 발생 할 수도 있습니다. 이렇게 동작하는 Datagram Network를 Connectionless Network라고 합니다.

반면 Virtual Circuit Network는 Connection-Oriented로 동작을 합니다. 여기서 Virtual이라는 것은 실제로는 존재하지 않지만, 존재하게끔 느끼게 한다는 의미입니다. 이 의미로 Virtual Circuit이라는 용어를 살펴보면, 실제로는 존재하지 않는데 마치 전용선이 할당 된 것처럼 만드는 것을 말합니다. 말그대로 가상 Circuit이 되는 것이죠.

이런 Virtual Circuit Connection을 만드는 방법에는 2가지가 있는데 SVC와 PVC입니다.

SVC(Switched Virtual Circuit) : 연결을 매번 해줘야만 하는 전화선 하고 같은 방식입니다. 전화기를 들고 번호를 연결해도 다시 전화를 하려면 다시 연결을 해야 합니다.
PVC(Permanent Virtual Circuit) : 남-북한 핫라인은 전화번호가 없습니다. 그냥 전화기를 들면 상대편에서 전화가 울립니다. PVC는 Leased Line으로 핫라인을 의미합니다.

이 그림에서는 라우터를 패킷 스위칭망에다 연결을 한 후, 돈을 지불해야 Virtual Circuit 을 받고 비로소 통신이 가능해 지는 시스템 입니다. Branch Office 1과 2를 직접 논리적으로 연결하려면 추가 비용을 내야 합니다.

LMI (Local Management Interface) : Frame-Relay가 PVC 연결을 위해 사용하는 프로토콜 입니다.
 - LMI는 Keep-alive mechanism을 사용합니다.

- Frame Relay Switch가 라우터에게 PVC가 살았는지 죽었는지 알려줍니다.

- Frame Relay Switch가 라우터에게 DLCI(Data Link Connection Identifier)를 부여합니다. Frame Relay는 2계층을 사용하는 데 MAC을 쓰지 않고 DLCI를 사용합니다.

PVC의 연결은 이렇게 이루어 집니다.

LMI에 의해 이렇게 PVC마다 DLCI 고유번호가 부여 됩니다.

Frame Relay의 토폴로지는 모든 지점간을 연결한 Full Mesh, 거점과 연결한 Hub and Spoke방식, 중요지점은 Full-mesh로 연결하고 중요하지 않은 지점은 Hub and Spoke로 연결한 Partial Mesh방식이 있습니다.

Frame-Relay의 라우팅 문제점으로는

1)  NBMA(Non-broadcast multi-access)라서 브로드캐스트와 멀티캐스트가 안됩니다. RIP, OSPF, EIGRP는 Multicast 대신 Unicast로 광고 합니다.

2)   Split Horizon에 문제가 생긴다. 논리적인 연결과 물리적인 연결의 실제 차이 때문에 발생합니다.
- Split Horizon을 해제하거나 sub-interface를 사용해야 합니다.

Inverse ARP : inverse라는 이름을 붙인 이유는 자기 자신에 반대편 목적지가 매핑 되기 때문에 우리는 목적지의 IP만 알면, 라우터가 PVC를 결정하고 거기에 패킷을 뿌리면
목적지에 알아서 가게 됩니다.