라우터를 이용하여 인터넷을 통해 다른 네트워크에 있는 정보에 접근할 수 있습니다. 라우터는 서로 다른 네트워크를 연결하며 데이터가 목적지까지 갈 수 있는 최적의 길을 찾는 역할도 합니다. 시스코(Cisco)의 라우터와 그 운영체제인 IOS에 대하여 글을 작성합니다.

라우터의 핵심 기능

라우터는 OSI 7계층 중 3계층(네트워크 계층)에서 동작하는 장비입니다. 그 이름처럼, 라우터의 가장 중요한 임무는 ‘라우팅(Routing)'이며, 라우팅이란 데이터 패킷을 목적지까지 가장 효율적인 경로로 전송하는 과정을 말합니다.

라우터의 기능은 두 가지로 나눌 수 있습니다.

1. 경로 결정 (Path Determination) : 라우터는 ‘라우팅 테이블’이라는 지도책을 가지고 있습니다. 수신된 패킷의 목적지 IP 주소를 이 지도책에서 찾고, 어떤 경로(인터페이스)로 내보내야 할지 결정합니다. 라우터는 라우팅 프로토콜을 통해 주변 라우터와 정보를 교환하며 이 지도책을 항상 최신 상태로 유지합니다.
2. 패킷 전달 (Packet Forwarding) : 경로가 결정되면, 해당 경로에 연결된 인터페이스로 패킷을 전달하는 물리적인 동작을 수행합니다.

라우터의 내부 구조

라우터는 특정 목적을 위해 만들어진 컴퓨터로 일반 PC와 마찬가지로 CPU, 메모리, 운영체제 등을 갖추고 있습니다.

• CPU (Central Processing Unit) : 라우터의 두뇌 역할을 하며 모든 연산을 처리합니다.
• RAM (Random Access Memory) : 실행 중인 운영체제(IOS)와 설정 파일(running-config), 라우팅 테이블 등을 저장하는 휘발성 메모리입니다. 전원이 꺼지면 내용이 사라집니다.
• ROM (Read Only Memory) : 라우터의 부팅을 돕는 기본적인 프로그램(POST 등)이 저장된 비휘발성 메모리입니다.
• NVRAM (Non-Volatile RAM) : 전원이 꺼져도 내용이 유지되는 비휘발성 메모리로, 라우터의 시작 설정 파일(startup-config)을 저장하는 중요한 공간입니다.
• 플래시 메모리 (Flash Memory) : 라우터의 운영체제인 IOS 이미지가 저장되는 공간입니다. PC의 하드디스크나 SSD와 유사한 역할을 합니다.

시스코 IOS

시스코 IOS(Internetwork Operating System)는 시스코의 스위치와 라우터에서 사용되는 전용 운영체제입니다. 사용자는 주로 CLI(Command-Line Interface)라는 텍스트 기반의 명령줄 환경을 통해 IOS와 상호작용하며 라우터를 설정하고 관리합니다.

IOS에는 보안과 기능 구분을 위해 두 가지 주요 실행 모드가 있습니다.

• 사용자 실행 모드 (User EXEC Mode) : 라우터에 처음 접속했을 때의 기본 모드입니다. 프롬프트가 Router> 형태로 표시되며, 라우터의 상태를 확인하는 등 제한적인 모니터링 기능만 수행할 수 있으며, 설정을 변경하는 것은 불가능합니다.
• 특권 실행 모드 (Privileged EXEC Mode) : 라우터의 모든 설정을 변경하고 관리할 수 있는 관리자 모드입니다. 사용자 모드에서 enable 명령어를 입력하여 진입하며, 프롬프트가 Router# 형태로 바뀝니다. 보안을 위하여 이 모드로 진입할 때 암호를 설정하는 것이 일반적입니다.

부팅 과정

라우터의 전원을 켜면 다음과 같은 순서로 초기 시동 과정이 진행됩니다.

1. POST (Power-On Self Test) 수행: 가장 먼저 하드웨어를 점검하여 CPU, 메모리 등의 이상 유무를 확인합니다.
2. IOS 소프트웨어 로드: 플래시 메모리에서 운영체제인 IOS 이미지를 찾아 RAM으로 로드합니다.
3. 설정 파일 적용: NVRAM에 저장된 시작 설정 파일(startup-config)을 찾아 RAM으로 가져와 현재 실행 설정(running-config)으로 적용합니다. 만약 NVRAM에 설정 파일이 없다면, 라우터는 최소한의 설정을 돕는 대화식 ‘셋업 모드(Setup Mode)’로 진입합니다.

기본 명령어와 기능

라우터를 관리하기 위한 몇 가지 필수적인 명령어입니다.

• 도움말 기능 : IOS는 도움말 기능을 제공합니다. 명령어 입력 중 ? 키를 누르면 해당 위치에서 사용할 수 있는 명령어 목록이나 옵션을 보여줍니다.
• 설정 파일 확인
  • show running-config : 현재 RAM에서 실행 중인 설정을 보여줍니다. 여기서 변경한 내용은 재부팅 시 사라집니다.
  • show startup-config : NVRAM에 저장된 다음 부팅 시 적용될 설정을 보여줍니다. running-config의 변경 사항을 영구적으로 저장하려면 이 startup-config에 덮어써야 합니다.
• 기타 유용한 기능
  • 명령어 자동 완성 : 명령어의 일부만 입력하고 Tab 키를 누르면 나머지 부분이 자동으로 완성됩니다.
  • 명령어 히스토리 : 위/아래 방향키를 사용하여 이전에 입력했던 명령어를 다시 불러올 수 있습니다.

정리

라우터는 단순한 연결 장치가 아닌 자체적인 운영체제를 가진 컴퓨터입니다. 시스코 라우터와 IOS의 기본 구조, 실행 모드, 그리고 부팅 과정을 이해하는 것은 네트워크 관리에 도움이 됩니다. 사용자 모드와 특권 모드의 차이, 그리고 running-config와 startup-config의 개념은 라우터를 다루는 데 있어 가장 기초적이면서도 중요한 지식입니다.