[컴퓨터 네트워크] 라우터와 스위치의 구조 및 부팅 과정 설명

라우터와 스위치의 구조

라우터와 스위치의 기본 구조

 

라우터와 스위치 구조에서 각 장치 기능 설명

• ROM : 컴퓨터의 읽기 전용 기억 장치. 저장된 데이터는 영구적 또는 반영구적으로 보관되며 전원이 꺼져도 메모리가 지워지지 않음
  • Read Only Memory의 약자로, 읽을 수는 있지만 변경을 가할 수는 없음. 빠른 속도로 읽을 수 있음
  • 컴퓨터에 미리 장착되어 있고 한 번만 사용 가능하여 다시는 기록할 수 없는 메모리

 

• FLASH : 컴퓨터의 데이터를 읽고 쓸 수 있으며, 여러번 다시 쓸 수 있음
  • 전원이 꺼져도 메모리가 지워지지 않음. 라우터로부터 뺐다 꼈다 할 수 있음

 

• RAM : 기억된 정보를 읽기도 하고 다른 정보를 기억시킬 수도 있는 메모리로, 컴퓨터 주기억장치로 사용됨
  • Random Acess Memory의 약자로, 임의의 정보를 임의의 번지에 기억시켜 어느 번지로부터라도 같은 속도로 정보를 읽어낼 수 있는 메모리
  • 정보를 장기간 보존할 수 없어 일정기간마다 기억 내용을 읽어 내서 다시 기록해 넣는 방식으로, 전원이 꺼지면 안에 있는 메모리가 사라짐

 

• IOS : 인터넷 운영체제. Internet Operation System의 약자로, 네트워크 장치의 인터넷 기능에 초점을 맞춘 네트워크 운영체제
  • Program : 라우터의 프로그램이 돌아가는 것
  • Active Running-config : IOS 운영체제 기반의 설정 내용
  • Table and Buffer : 데이터를 주고 받을 때 생기는 table 등을 말함
    • 전원이 꺼지면 위 3가지의 실행되던 내용이 모두 삭제됨

 

• NVRAM : 비휘발성 임의접근 메모리로, Non-Volatile Random Access Memory의 약자임
  • 라우터 내부에 있는 메모리로, 속성은 Flash와 동일함
  • 주 전원이 없을 때 백업 배터리로 전원을 공급함. 또한 주 전원이 되돌아왔을 때 더 빨리 항법 방식으로 전환하도록 도와주며 중요한 데이터를 보존하는 데 쓰임

 

• Subset IOS : ROM에 있는 IOS 운영체제의 subset. Flash에서 잘못된 경우 Subset IOS를 실행시켜 부팅하여 복구
  •  2가지 주 기능이 있음
    • 1. Flash에 있는 IOS가 깨지면 subset IOS를 불러서 flash IOS에 복구
    • 2. Flash의 패스워드를 잃어버렸을 경우 참고

 

 

라우터와 스위치 구조에서의 실행 순서, 부팅 과정 설명

라우터와 스위치의 구조 로드맵

• 부팅 : Flash에 있는 메모리를 RAM으로 옮겨와 IOS 운영체제가 실행이 전부 끝난 상태를 말함

• 1. 라우터나 스위치의 전원을 키면 POST(Power On Self Test, 전원 킨 후 자가진단)를 실시하여 장치의 이상 유무를 판단

 

• 2. 이상이 없으면 ROM에 있는 Bootstrap(Booting loader, 부팅을 load하는 역할)를 RAM으로 옮김 (① → ②)

 

• 3. Bootloader가 Flash에 위치해 있는 IOS를 RAM으로 옮김 (③ → ②)

 

• 4. RAM으로 옮겨진 IOS는 실행되어지며, 정상적으로 부팅이 되고 난 후, NVRAM에 있는 설정 파일(Start-up Config*)를 RAM에 있는 설정파일(Active Running Config**)에 적용 (ⓩ → ⑤, ④ → ⑥-②)

 

• 5. 만약 NVRAM에 설정 파일이 없으면 디폴트로 아무것도 설정이 안된 상태로 부팅 됨

 

• 6. 부팅 이후에 RAM의 Active Running Config에서 설정한 것을 전원을 꺼서 메모리가 날아가기 전에 NVRAM의 Start-up Config에 저장해놓아 메모리가 사라지지 않도록 방지 (⑥-② → ④)

 

 

rommon 모드 실행 화면

• rommon 모드 : FLASH 메모리에 있어야 할 IOS가 없거나 손상되었으면 ROM에 있는 Subset IOS를 실행시켜 부팅하는 모드
  • IOS를 업데이트하거나 암호를 잃어버렸을 경우, 강제로 진입하여 문제를 해결 할 수 있음
  • rommon 모드 명령어 : (패킷 트레이서* 라우터 또는 스위치 CLI에서) "ctrl + break 키"를 누르면 실행을 강제 중단하며 rommon 모드로 들어감 

 

패킷 트레이서* : 네트워크 시뮬레이션 프로그램으로, 추후 패킷 트레이서 소개 글에서 다룰 예정

 

 

Start-up Config와 Active Running Config

패킷트레이서에서의 Star-up Config와 Active Running Config

Start-up Config* 란 : NVRAM에 저장되어 있는 설정 파일이며, 이 파일은 장치가 재부팅할 때 적용됨

Active Running Config** 란 : RAM에 있는 라우터 또는 스위치의 설정 내용이며, NVRAM으로 옮기지 않고 장치가 재부팅되거나 전원이 꺼지면 모든 내용이 삭제됨. 옮기면 전원을 껐다 켜도 설정 내용이 NVRAM에 남아있는 것을 확인 가능

• 옮기기 전의 Active Running Config 내용과 Start-up Config 내용은 같을 수도 다를 수도 있음
• *더욱 자세한 패킷 트레이서에서의 Start-up Config와 Active Running Config 설정 명령어는 다음 글에서 다룰 예정