Frame-Relay

MySprtlty·2023년 9월 5일

network

Network/CISCO

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5/7

🏷️1. Frame-Relay

Layer 2계층 프로토콜이며, WAN 구간 서비스다.
Multi Access를 지원하며 전용 회선보다 비용이 저렴하다.
🖇️cf. Multi Access는 다중 연결을 의미한다. 즉 Point-to-Point 환경이 아니라 여러 노드들이 같이 사용되는 환경을 의미한다.
🖇️cf. Broadcast환경과 NBMA(Non Broadcast Multi Access) 환경은 Multi-Access 네트워크 타입이다.
🖇️cf. 전용회선은 Point-to-Point를 의미한다.
본사와 지사가 많은 환경에서는 통신비용을 절감할 수 있다.
프레임 릴레이 환경은 같은 서브넷이다.
패킷 스위칭 서비스는 IP 라우팅 서비스(L3)가 아닌 L2 스위칭 방식이다.
🔍ex) 패킷 구조
Frame-Relay | IP | TCP | DATA
DLCI(델시) 주소는 Frame-Relay 주소를 의미한다.
Frame-Relay는 NBMA 환경이다.
요즘은 이더넷 망을 만들기 때문에 프레임 릴레이는 사라지고 있는 추세다.

🏷️2. Frame-Relay 구성 요소

Frame-Relay 스위치(FRSW): Serial 인터페이스가 많은 라우터가 적합하다.
Frame-Relay 가입자 라우터: Serial 인터페이스가 있는 일반 라우터를 사용하면 된다.

🏷️3. Frame-Relay 스위치 구성 방법

Frame-Relay 헤더 안에는 DLCI라는 주소가 포함되어 있다. 이는 쉽게 말해 환승정보로 이해할 수 있다. 이를 FRSW에 설정해주면 된다.

@FRSW

frame-relay switching
!
int s1/1
encapsulation frame-relay
frame-relay intf-type dce
frame-relay route 102 interface s1/2 201
frame-relay route 103 interface s1/3 301
no shutdown
!
int s1/2
encapsulation frame-relay
frame-relay intf-type dce
frame-relay route 201 interface s1/1 102
frame-relay route 203 interface s1/3 302
no shutdown
!
int s1/3
encapsulation frame-relay
frame-relay intf-type dce
frame-relay route 302 interface s1/2 203
frame-relay route 301 interface s1/1 103
no shutdown

🖇️cf. frame-relay route 102 interface s1/2 201의 의미는 102 DLCI 주소로 입력된 패킷은 201 DLCI 주소로 바꿔서 Interface serial 1/2로 출력하겠다는 의미이다.

다음 명령어로 현재 mapping 정보를 확인할 수 있다.

FRSW#show frame-relay route
Input Intf Input Dlci Output Intf Output Dlci Status
Serial1/1 102 Serial1/2 201 inactive
Serial1/1 103 Serial1/3 301 inactive
Serial1/2 201 Serial1/1 102 inactive
Serial1/2 203 Serial1/3 302 inactive
Serial1/3 301 Serial1/1 103 inactive
Serial1/3 302 Serial1/2 203 inactive

🏷️4. inverse-arp를 이용한 가입자 라우터 설정 및 Full-Mesh PVC 구성

프레임 릴레이망의 출발지에서 목적지까지의 DLCI 조합을 PVC(Permanent Virtual Circuit)이라고 한다.
Full-Mesh와 Hub & Spoke 환경

full-mesh: PVC 모두 연결된 환경
hub and spoke: PVC가 일부만 연결된 환경

가입자 라우터 설정 및 Full-Mesh PVC 구성

📌1.

@Router1

int s1/0
ip address 13.13.9.1 255.255.255.0
encapsulation frame-relay
no shutdown

@Router2

int s1/0
ip address 13.13.9.2 255.255.255.0
encapsulation frame-relay
no shutdown

@Router3

int s1/0
ip address 13.13.9.3 255.255.255.0
encapsulation frame-relay
no shutdown

show frame-relay map 명령어로 각각 사용자 라우터에서 정보 확인을 실시한다.

🔍ex)

Router1#show frame-relay map
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.2 dlci 102(0x66,0x1860), dynamic,
broadcast,, status defined, active
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.3 dlci 103(0x67,0x1870), dynamic,
broadcast,, status defined, active


Router2#show frame-relay map
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.1 dlci 201(0xC9,0x3090), dynamic,
broadcast,, status defined, active
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.3 dlci 203(0xCB,0x30B0), dynamic,
broadcast,, status defined, active


Router3#show frame-relay map
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.1 dlci 301(0x12D,0x48D0), dynamic,
broadcast,, status defined, active
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.2 dlci 302(0x12E,0x48E0), dynamic,
broadcast,, status defined, active

로컬 Serial 1/0 인터페이스로 Ping이 안된다. 이는 자기 자신에 대한 DLCI를 모르기 때문이다.

Router1#ping 13.13.9.1
Router2#ping 13.13.9.2
Router3#ping 13.13.9.2

로컬 Serial 1/0 인터페이스로 패킷이 전송 가능하도록 하려면 다음처럼 정적으로 학습을 시켜주면 된다.

@Router1
int s1/0
frame-relay map ip 13.13.9.1 102

다음 명령어로 관련 정보를 확인한다.

Router1#show frame-relay map
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.1 dlci 102(0x66,0x1860), static,
CISCO, status defined, active
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.2 dlci 102(0x66,0x1860), dynamic,
broadcast,, status defined, active
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.3 dlci 103(0x67,0x1870), dynamic,
broadcast,, status defined, active

📌2. Frame-Relay Switch 테이블 상태 확인

FRSW#show frame-relay route
Input Intf Input Dlci Output Intf Output Dlci Status
Serial1/1 102 Serial1/2 201 active
Serial1/1 103 Serial1/3 301 active
Serial1/2 201 Serial1/1 102 active
Serial1/2 203 Serial1/3 302 active
Serial1/3 301 Serial1/1 103 active
Serial1/3 302 Serial1/2 203 active

📌3. 가입자 라우터 PVC 확인

Router1#show frame-relay pvc 102
  
PVC Statistics for interface Serial1/0 (Frame Relay DTE)
  
DLCI = 102, DLCI USAGE = LOCAL, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Serial1/0
  
input pkts 5 output pkts 4 in bytes 406
out bytes 346 dropped pkts 0 in pkts dropped 0
out pkts dropped 0 out bytes dropped 0
in FECN pkts 0 in BECN pkts 0 out FECN pkts 0
out BECN pkts 0 in DE pkts 0 out DE pkts 0
out bcast pkts 1 out bcast bytes 34
5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
pvc create time 00:05:20, last time pvc status changed 00:05:00


Router1#show frame-relay pvc 103

PVC Statistics for interface Serial1/0 (Frame Relay DTE)

DLCI = 103, DLCI USAGE = LOCAL, PVC STATUS = ACTIVE, INTERFACE = Serial1/0

input pkts 3 output pkts 2 in bytes 172
out bytes 138 dropped pkts 0 in pkts dropped 0
out pkts dropped 0 out bytes dropped 0
in FECN pkts 0 in BECN pkts 0 out FECN pkts 0
out BECN pkts 0 in DE pkts 0 out DE pkts 0
out bcast pkts 1 out bcast bytes 34
5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
pvc create time 00:05:43, last time pvc status changed 00:05:13

📌4. 가입자 라우터 설정 초기화

@Router1, Router2, Router3

conf t
!
default int s1/0
!
int s1/0
shutdown
!

🏷️5. 가입자 라우터 Frame-Relay map 정적 설정 및 Hub & Spoke PVC 구성

Router2-Router1과 Router2-Router3만 PVC로 연결되어 있는 hub and spoke 환경일 때 Router2를 Hub라고 하고 Router1과 Router3를 Spoke라고 한다.
Frame-Relay map 정적 설정을 하려면 frame-relay inverse-arp를 no처리 해줘야 한다.

📌1. Hub(Router2)와 Spoke(Router1, Router3) 구성 실시

@Router1

int s1/0
ip address 13.13.9.1 255.255.255.0
encapsulation frame-relay
no frame-relay inverse-arp
frame-relay map ip 13.13.9.2 102 broadcast
no shutdown

@Router2

int s1/0
ip address 13.13.9.2 255.255.255.0
encapsulation frame-relay
no frame-relay inverse-arp
frame-relay map ip 13.13.9.1 201 broadcast
frame-relay map ip 13.13.9.3 203 broadcast
no shutdown

@Router3

int s1/0
ip address 13.13.9.3 255.255.255.0
encapsulation frame-relay
no frame-relay inverse-arp
frame-relay map ip 13.13.9.2 302 broadcast
no shutdown

🖇️cf. Frame-Relay는 Non Broadcast 환경이다 따라서 브로드캐스트와 멀티캐스트를 하지 않는다. 프레임 릴레이 망 자체가 다른 가입자도 사용하는 공중망 개념이기 때문에 다른 가입자에게 Broadcast가 되지 않도록 하기 위해서다. 그런데 frame-relay map ip 13.13.9.1 201 broadcast 명령어에서와 같이 broadcast 옵션이 붙으면 가상 회선에 브로드캐스트로 출력되는 것을 허용해준다. 이는 Frame-Relay망에서 동작하는 RIPv2와 EIGRP의 Hello Packet 개념과 관련이 있다. RIPv2의 Hello Packet은 브로드캐스트로 전송되며 EIGRP의 Hello Packet은 멀티캐스트로 전송되기 때문에 broadcast 옵션이 필요하다. 참고로 OSPF는 네트워크 타입이 Non Broadcast로 잡히면 Broadcast 옵션을 넣어도 Hello Packet을 멀티캐스트로 전송할 수 없다. 따라서 ospf process에서 neighbor 명령어를 통해 유니캐스트로 Hello Packet을 전송하는 방식을 이용하게 된다.

🖇️cf. frame-relay map ip IP Address DLCI broadcast 명령어는 정적으로 학습하는 것이다.

다음 명령어로 관련 정보를 확인한다.

Router1, 2, 3#show run int s1/0

Router1#show frame-relay map
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.2 dlci 102(0x66,0x1860), static,
broadcast,
CISCO, status defined, active

Router2#show frame-relay map
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.1 dlci 201(0xC9,0x3090), static,
broadcast,
CISCO, status defined, active
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.3 dlci 203(0xCB,0x30B0), static,
broadcast,
CISCO, status defined, active

Router3#show frame-relay map
Serial1/0 (up): ip 13.13.9.2 dlci 302(0x12E,0x48E0), static,
broadcast,
CISCO, status defined, active

cf. active라고 출력되면 동작중인 것이다.

이때 Router1과 Router3는 서로 ping이 안된다.

Router1#ping 13.13.9.3
Router3#ping 13.13.9.1

이는 해당 IP에 대해서 map 학습을 안했기 때문이다.

📌2. Router1과 Router3 구간 통신이 가능하도록 추가 설정 실시

@Router1

int s1/0
frame-relay map ip 13.13.9.3 102 broadcast

@Router3

int s1/0
frame-relay map ip 13.13.9.1 302 broadcast

다음 명령어로 추가적인 설정에 관한 정보를 확인한다.

show frame-relay map

📌3. 가입자 라우터 설정 초기화

@Router1, 2, 3

conf t
!
default int s1/0
!
int s1/0
shutdown
!

🖇️cf. 웬만하면 Full-mesh 사용하는 것이 좋다.

🏷️6. 가입자 라우터 서브-인터페이스 Multipoint 타입 설정

Frame-Relay도 서브 인터페이스 지원한다.
주 인터페이스에서 encapsulation설정과 자동학습(inverse-arp)을 제거한다.

📌1. multipoint 타입 및 Hub(Router2) & Spoke(Router1, Router3) 설정

@Router1

int s1/0
encapsulation frame-relay
no frame-relay inverse-arp
no shutdown
!
int s1/0.123 multipoint
ip address 13.13.9.1 255.255.255.0
frame-relay map ip 13.13.9.2 102 broadcast
frame-relay map ip 13.13.9.3 102 broadcast

@Router2

int s1/0
encapsulation frame-relay
no frame-relay inverse-arp
no shutdown
!
int s1/0.123 multipoint
ip address 13.13.9.2 255.255.255.0
frame-relay map ip 13.13.9.1 201 broadcast
frame-relay map ip 13.13.9.3 203 broadcast

@Router3

int s1/0
encapsulation frame-relay
no frame-relay inverse-arp
no shutdown
!
int s1/0.123 multipoint
ip address 13.13.9.3 255.255.255.0
frame-relay map ip 13.13.9.2 302 broadcast
frame-relay map ip 13.13.9.1 302 broadcast

다음 명령어로 관련 정보 확인

Router1, 2, 3#show run
Router1, 2, 3#show frame-relay map

ping을 시행해본다.

Router1#ping 13.13.9.2
Router1#ping 13.13.9.3

Router2#ping 13.13.9.1
Router2#ping 13.13.9.3

Router3#ping 13.13.9.1
Router3#ping 13.13.9.2

📌2. RIPv2 라우팅 업데이트와 Split-Horizon 이해하기

이 환경에서 Rip 업데이트를 진행해보자.

@Router1, 2, 3

conf t
!
router rip
version 2
no auto-summary
network 13.0.0.0
passive-interface fa0/1
end

Router2는 Router1과 Router3로부터 라우팅 업데이트 정보를 수신한다.

Router2#show ip route rip
13.0.0.0/24 is subnetted, 4 subnets
R 13.13.11.0 [120/1] via 13.13.9.1, 00:00:09, Serial1/0.123
R 13.13.13.0 [120/1] via 13.13.9.3, 00:00:08, Serial1/0.123

Router1과 Router3에게 ping을 한다.

Router2#ping 13.13.11.1
Router2#ping 13.13.13.3

그런데 Router2에 Split-Horizon이 동작하기 때문에, Router1은 Router2로부터 Router3 정보(13.13.13.0/24)를 수신하지 못하고 Router3은 Router2로부터 Router1 정보(13.13.11.0/24)를 수신하지 못한다. Router2의 S1/0으로 받은 RIP 라우팅 업데이트가 S1/0로 출력이 안되기 때문이다.

Router1#show ip route rip
13.0.0.0/24 is subnetted, 3 subnets
R 13.13.12.0 [120/1] via 13.13.9.2, 00:00:03, Serial1/0.123


Router3#show ip route rip
13.0.0.0/24 is subnetted, 3 subnets
R 13.13.12.0 [120/1] via 13.13.9.2, 00:00:21, Serial1/0.123

Router1에서 13.13.12.2로는 ping이 되지만 13.13.13.3으로 ping이 되지 않는다.
마찬가지로 Router3에서도 13.13.12.2로는 ping이 되지만 13.13.11.1으로 ping이 되지 않는다.

📌3. Router2 S1/0.123 인터페이스 Split-Horizon 해지

Router2 S1/0.123 서브 인터페이스에 Split-Horizon이 동작하고 있다.

Router2#show ip int s1/0.123
Serial1/0.123 is up, line protocol is up
Internet address is 13.13.9.2/24
Broadcast address is 255.255.255.255
Address determined by setup command
MTU is 1500 bytes
Helper address is not set
Directed broadcast forwarding is disabled
Multicast reserved groups joined: 224.0.0.9
Outgoing access list is not set
Inbound access list is not set
Proxy ARP is enabled
Local Proxy ARP is disabled
Security level is default
Split horizon is enabled
ICMP redirects are always sent
...

다음은 Router2의 S1/0.123 인터페이스 Split-Horizon을 해지하는 명령 구문이다.

@Router2

conf t
!
int s1/0.123
no ip split-horizon

다시 확인해보면 Split-Horizon이 Disable된 것을 확인할 수 있다.

Router2#show ip int s1/0.123
Serial1/0.123 is up, line protocol is up
Internet address is 13.13.9.2/24
Broadcast address is 255.255.255.255
Address determined by setup command
MTU is 1500 bytes
Helper address is not set
Directed broadcast forwarding is disabled
Multicast reserved groups joined: 224.0.0.9
Outgoing access list is not set
Inbound access list is not set
Proxy ARP is enabled
Local Proxy ARP is disabled
Security level is default
Split horizon is disabled
ICMP redirects are always sent
...

split-horizon을 해지한 뒤에 Router1과 Router3의 라우팅 테이블을 확인해보면 각각 서브넷 13.13.13.0과 13.13.11.1이 등록된 것을 확인할 수 있다.

Router1#show ip route rip
13.0.0.0/24 is subnetted, 4 subnets
R 13.13.12.0 [120/1] via 13.13.9.2, 00:00:07, Serial1/0.123
R 13.13.13.0 [120/2] via 13.13.9.3, 00:00:07, Serial1/0.123


Router3#show ip route rip
13.0.0.0/24 is subnetted, 4 subnets
R 13.13.11.0 [120/2] via 13.13.9.1, 00:00:19, Serial1/0.123
R 13.13.12.0 [120/1] via 13.13.9.2, 00:00:19, Serial1/0.123

라우팅 테이블에 경로가 보장되기 때문에 ping이 가능해졌다.

Router1#ping 13.13.13.3
Router3#ping 13.13.11.1
!!!!!

🖇️cf. 만약 RIPv2가 아니라 EIGRP일 경우 EIGRP도 Split-Horizon를 사용하기 때문에 Hub(Router2)에서 Split-Horizon을 해지해야 한다.

@ Router2

int s1/0.123
no ip split-horizon eigrp AS-Number

📌4. 가입자 라우터 설정 초기화

@Router1, 2, 3

conf t
!
default int s1/0
!
int s1/0
shutdown
!

🏷️7. 가입자 라우터 Sub Interface point-to-point타입 설정

Frame Relay는 기본적으로 Multi Access다.

@Router1

int s1/0
encapsulation frame-relay
no frame-relay inverse-arp
no shutdown
!
int s1/0.12 point-to-point
ip address 13.13.9.1 255.255.255.0
frame-relay interface-dlci 102

@Router2

int s1/0
encapsulation frame-relay
no frame-relay inverse-arp
no shutdown
!
int s1/0.12 point-to-point
ip address 13.13.9.2 255.255.255.0
frame-relay interface-dlci 201
!
int s1/0.23 point-to-point
ip address 13.13.8.2 255.255.255.0
frame-relay interface-dlci 203

@Router3

int s1/0
encapsulation frame-relay
no frame-relay inverse-arp
no shutdown
!
int s1/0.23 point-to-point
ip address 13.13.8.3 255.255.255.0
frame-relay interface-dlci 302

다음 명령어로 관련 정보를 확인한다.

Router1, 2, 3#show run
Router1, 2, 3#show frame-relay

Frame-Relay는 사라지는 추세이기 때문에 실무에서 중요한 개념이 아니다. 대신 이더넷 망이 자리 잡고 있다. 그러나 Frame-Relay 개념을 학습한 뒤 라우팅 프로토콜을 공부하면 추가적으로 학습할 수 있는 요소가 많다.

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RIP Topology Convergence

다음 포스트

Frame-Relay

Network/CISCO

🏷️1. Frame-Relay

🏷️2. Frame-Relay 구성 요소

🏷️3. Frame-Relay 스위치 구성 방법

🏷️4. inverse-arp를 이용한 가입자 라우터 설정 및 Full-Mesh PVC 구성

📌1.

📌2. Frame-Relay Switch 테이블 상태 확인

📌3. 가입자 라우터 PVC 확인

📌4. 가입자 라우터 설정 초기화

🏷️5. 가입자 라우터 Frame-Relay map 정적 설정 및 Hub & Spoke PVC 구성

📌1. Hub(Router2)와 Spoke(Router1, Router3) 구성 실시

📌2. Router1과 Router3 구간 통신이 가능하도록 추가 설정 실시

📌3. 가입자 라우터 설정 초기화

🏷️6. 가입자 라우터 서브-인터페이스 Multipoint 타입 설정

📌1. multipoint 타입 및 Hub(Router2) & Spoke(Router1, Router3) 설정

📌2. RIPv2 라우팅 업데이트와 Split-Horizon 이해하기

📌3. Router2 S1/0.123 인터페이스 Split-Horizon 해지

📌4. 가입자 라우터 설정 초기화

🏷️7. 가입자 라우터 Sub Interface point-to-point타입 설정

RIP Topology Convergence

EIGRP

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