CCNA2 - Chapter 1

ccna2

라우터는 라우팅 테이블을 만든다. 라우팅 테이블을 만드는 것이 라우터가 하는일..

패킷이 들어오면 그 패킷의 헤더를 보고 목적지를 본다. 
목적지 주소와 라우팅 테이블을 대조해서 존재하면, 다음 홉의 주소에 보낸다.
이정표를 만드는 것이 라우터가 하는 일.
패킷 (운전자) 어디로 가야하는구나~ 목적지로 이동.

네트워크를 구성할 때

 

 

 

Topology 토폴로지
  - 물리적 구성 

  - 논리적 구성

 

Speed

 

Cost (비용)  / 의사결정을 할 때에 돈이 기준이 될 때가 많다..

 

CCNA, CCNP 취득 -> 보안에 관해서 공부하고 자격증을 따라, 보안이 큰 영역으로 자리 잡았다.

 

Security (보안)

 

Availability (가용성)

이중화 :  ex)  DHCP서버가 죽었을 때 빽업 되어있는 다른 DHCP로 돌릴 수 있게,,  빽업서버!

            -> 라우터도 이중화 필요..

 

Scalability  (확장성)

 

Reliability (신뢰성)

 

Why Routing?

1. 하나의 네트웤을 다른 네트웤과 연결 하는 것

2. 목적지로 가는 최적의 경로를 설정

3. 라우팅 테이블을 사용한다.

 서로 다른 네트워크를 연결해서 하나의 네트워크처럼 사용하기 위해서 라우터가 필요하다.

 최적의 경로 설정 하기 위해서 -> 라우팅 테이블을 사용

 

Routers Are Computers

라우터는 컴퓨터다.

CPU, OS, IOS

RAM,ROM,NVRAM, Flash 등 Memory and storage

 

휘발성 - RAM,  비 휘발성 - ROM 

os를 ram에 탑재시킨다. configration 정보를 start up configration을 nvram에서 불러온다.

 

Routers Interconnect Networks

라우터는 여러개의 인터페이스가 있다.  / 각각의 인터페이스마다 서로 다른 IP를 할당 해 줄 수있다.

                                                   / PC는 하나의 인터페이스가 있다 (랜카드가 하나) - 즉 IP가 하나.

LANs intface - PCs , printers, servers, switch

WANs intface - serial intface , ISP 등

 

패킷이 라우터의 어떤 인터페이스에 도착하면, 라우터는 패킷의 최종 목적지가 어딘지 본다.

로컬 네트워크면 그냥 보내고, 원격 네트워크면 라우팅 테이블을 보고 목적지에 있는 인터페이스로 패킷을 전달.

 

Routers Choose Best Paths

 

1. 최적의 경로를 찾는 것   어느 쪽으로 보내는 것이 가장 최적인가? (의사결정) 

2. 의사 결정을하고, 그 의사 결정에 따라서 패킷을 보내 주는것.

 

라우터가 패킷을 하나 받았다. 목적지가 10.10.10.10 이었다 !

10.10.10.10이 내 라우터의 

 

(100.100.100.10) PC - SW - (100.1) g0/0 R1- (200.200.200.1) S 0/0 - R2 - g0/0(10.1) SW - PC (10.10.10.10)

(100.100.110.10) PC - SW -(110.1) g0/1             (200.200.200.2)          -  g0/1(11.1) SW - PC (10.10.11.10)  

 

라우터는 패킷의 헤더를 볼 수있는 권한이있다.

 

100.100.100.0/24    R1과 직접연결      g0/0

100.100.110.0/24           직접연결      g0/1

200.200.200.0/24           집접연결      s0/0

 

10.10.10.0/24         R1과 원격연결     s0/0

10.10.11.0/24                원격연결     s0/0 

 

라우터가 해당하는 맥주소를 모르면 arp를 보내서 mac주소를 알아내서 메세지 송신지로 보내준다.

원격으로 보내면 , s0/0을 통해서 R2에 보낸다음 R2에서 해당하는 로컬네트워크의 mac주소를 모른다면 arp진행

 

일치하는 목적지 주소대역이 있으면 캡슐화해서 인접한 다음 홉으로 보낸다.

 

이메일로 안녕이라는 메세지 보내면 (데이터)

smtp 와 관련된 헤더가 붙는다

tcp 헤더가 붙는다 (25 port가 기록된)

ip 헤더 (server 주소 )

2계층헤더 (이더넷 헤더, WAN 헤더 등)

 

라우터가 ip주소를 본다는것은

2계층 헤더를 떼 내고, 3계층헤더를 보는것.

주소가 일치하면 다시 2계층헤더를 붙인다. 그리고 다음 홉으로 전달!

 

산업혁명이 일어 났을때 물건을 찍어내는 속도가 빨랐습니다. 왜 그렇죠?

분업화 , 증기기관 -> 대량생산의 획기적인 방안 

 

라우터가 하는 일이 뭐지? -> 이거 어디로보내야하지? 다음경로 결정 !

열어보고 , 확인하고 , 저쪽으로 보내고~ (다음 홉)

 

하나하나 까보는것, 시간이 많이걸리지않을까?

좀 더 획기적으로 라우팅을 하는 방안은...?

-> L3 스위치  

   Process switching  /  Fast Switching

                                 -> cpu에게 질의 하지않고 cash안에 정보가 있으면 그 정보를 토대로 목적지 결정

 

라우터의 포워딩 방식

프로세스 스위칭, 패스트 스위칭 , CEF   <-- 속도가 빠른순 <--

                                 

 

어디로 보낼것인가?  (의사결정)

정해지면 포워딩한다,   포워딩 방식은 3가지 (ㅇ

 

공유기에도 라우팅 기능이 탑재

(공유기에 연결된 단말기들의 사설 IP) + 공유기의 ( 공인 IP )

내 내부의 네트웤에 대한 정보들과 , 그렇지않을시 isp로 향하는 네트웤 정보

 

라우터가 전세계에 있는 모든 라우터의 정보를 알 수없다.

라우터에도 deafult router gateway가 존재한다.

 

데이터 처리 영역의 구분 (주로 - 3단계로 설계)

----------------------------------------

back bone , core network

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distribution

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access : 24 port S/0

 

 

 

이중화 때문에 멀티레이어 스위치에 스위치들을 이중화로 연결해 놓은다. 하나가 끊어지더라도 네트워크 가능 하도록.

 

ip가 같은 pc가 있으면 왜 안되나~! 

arp를 통해서 ip주소를 통해 mac주소를 반환받고 통신이 이루어지는데 

 ( 로컬 네트워크이다 -> arp테이블을 본다. mac주소가 없다! -> arp 프로토콜 작동 )

동일한 ip에 mac주소가 2개라면.. 어느 MAC주소로 보내야하냐.. 등의 문제때문에 절대 안 됀다.

 

 

 

IP 주소 : 인터넷 상에 있는 단말기들을 식별 하기위해 존재한다. 

 

서브넷 마스크 : 수신네트워크와 송신네트워크 비교 ( 로컬 , 원격인지 구분 )

                     같다 -> 로컬 / 다르다 -> 원격           

 

서브넷 마스크의 결과 값이 다를때 -> 디폴트 게이트웨이

디폴트 게이트웨이 : 다른 네트워크에 목적지가 있을때 데이터를 보내는 주소

 

DNS : 문자체계의 주소를 IP 주소로 변환 한 것. (  )

 

 

라우터도 디폴트게이트웨이가 필요하다.

라우팅테이블에 존재하지 않는 패킷은...

 

서브넷 마스킹 결과가 다르다 -> 디폴트게이트웨이 ip주소로 보낸다 (Router Intface)

 

로컬 네트워크 간의 전송은 mac주소로 전송 한다.

그런데 왜 pc에 디폴트게이트웨이의 ip주소를 적을까요? (mac주소가 혹시나 바뀌면,,) 

ip만 있어도 arp 할 수 있기 때문에 보통 ip주소를 등록한다.

 

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스위치나 라우터 같은 장비에 접속하기 위해서는 일반적으로

Secure Shell (SSH) 또는 HyperTextTransferProtocolSecure (HTTPS)를 사용한다.

 

콘솔 접속은 원격 접속이 불가능하거나 또는 초기 설정시에 사용된다.

 

콘솔접속을 위해서 필요한 것들 

 - 콘솔케이블 : RJ-45 to DB-9 시리얼 케이블 또는, USB 시리얼 케이블

 - 터미널 접속 소프트웨어 - Tera Term, PuTTY 및 HyperTerminal

 

컴퓨터의 시리얼 포트와 네트워크 장비의 콘솔 포트 간에 케이블을 연결한다.

컴퓨터에 시리얼 포트가 없으면 USB-to-RS-232 어댑터를 이용하여 USB 포트에 연결한다.

 

스위치는 가상 인터페이스에 IP주소를 설정한다. (스위치는 2계층 장비이기 때문)

               -> SVI (Switched Virtual Interface)

 

VLAN 1에 ip를 설정하는것, 디폴트 게이트웨이 정보도 함께 설정한다.

스위치로는 웹페이지를 띄워서 서비스를 할 필요가 없기 때문에, DNS는 필요하지 않다.

 

Routers

전역설정 모드 - hostname명령

 

사용자 모드 , 특권 모드, 원격 접속을 위한 보안설정은 왼쪽 그림과 같다.

 

비인가 접속을 위한 법적인 공지는 전역설정 모드의 배너 명령을 이용하여 수행

-> banner motd **  Authorized Access Only ! **

 

§구성을 수정변경한 후에는 반드시 저장한다.
R1# copy running-config startup-config

 

Flash - OS파일

NVLAM - Start up configure file

RAM - Running configure file

 

Layer2 스위치는 LAN을 지원하고 다수의 FastEthernet or Gigabit Ethernet 포트를 가지고 있다.

 

라우터는 LANs과 WANs을 지원하며 Gigabit Ethernet, 시리얼, High-Speed WAN interface Card (HWIC) slots 등 

다양한 인터페이스를 제공한다.

 

인터페이스에는 반드시 IP address, subnet mask가 필요하고  no shutdown으로 활성화 해야한다.

 

Note: DCE 장비의 시리얼 인터페이스에는 clock rate 명령어가 필요하다.  (라우터와 라우터의 연결 할때)

 

 

※ 라우터에 IPv6 주소 설정

Ipv6에서는 서브넷 마크스 대신에 프리픽스(prefix)를 사용한다.

Ipv4는 IP주소, 서브넷 마스크를 사용

인터페이스 활성화를 위해 no shutdown 명령을 사용한다.

 

IPv6 enable 인터페이스 구성 명령을 사용하면 인터페이스는 글로벌 유니캐스트 주소 없이도 자동적으로 IPv6 링크-로컬 주소를 생성한다.

 

Ipv4와 달리, 1개이상의 IPv6 주소를 가질 수 있다.

 

Ipv6장비는 반드시 IPv6 link-local 주소를 가지고 있으며 또한 IPv6 글로벌 유니캐스트 주소도 함께 가질 수 있다.

 

하나의 인터페이스가 동일한 서브네트워크에서 여러 개의  IPv6 글로벌 유니캐스트 주소를 가질 수도 있다

 

글로벌 유니캐스트 또는 링크로컬 IPv6 주소 생성을 위해 사용되는 명령어:

• ipv6 address ipv6-address/prefix-length

• ipv6 address ipv6-address/prefix-length eui-64

• ipv6 address ipv6-address

 

Configure an IPv4 Loopback Interface

IPv4 loopback 인터페이스는 라우터에 테스트와 관리의 목적으로 구성된다.

 

루프백(loopback) 인터페이스는 논리적으로 생성된 라우터의 내부 인터페이스 이다.

  •물리적인 포트에 할당되는 되는 것은 아니며 다른 장비와 연결하는 데 사용되지는 않는다

  •소프트웨어적인 인터페이스로 라우터가 동작하는 동안 자동적으로 UP 상태를 유지한다.

 

OSPF 같은 라우팅 프로토콜에서는 장치 ID로 물리적인 IP주소보다는 루푸백 주소를 사용한다. 왜냐하면 물리적인 IP 주소는 상태가 up/down 되기 때문이다.  //루프백 주소는 항상 up

 

※ 인터페이스 설정 검증

 인터페이스의 동작과 구성의 오류가 없는지 검증하는 명령어는 다음과 같다. :

•show ip interface brief – 모든 인터페이스의 요약정보를 보여준다.

                                 Pv4 주소 정보 뿐만 아니라 동작 상태를 확인할 수 있다.

•show ip route – IPv4 라우팅 테이블의 내용을 화면에 출력한다.

•show running-config interface interface-id – 특정 인터페이스에 설정된 명령어를 보여준다.
                                                           (PT에는 지원하지 않음)

 

 아래의 명령어를 이용하여 더 세부적인 인터페이스 정보 모을 수 있다

•Show interfaces – 인터페이스 정보와 패킷 카운트 정보를 보여줌

•show ip interface – IPv4 관련된 라우터의 모든 인터페이스 정보를 화면에 보여줌

 

※ 인터페이스 검증을 위한 IPv6 명령어는 IPv4와 매우 유사하다.

•show ipv6 interface brief – 인터페이스 출력이 [up/up]이면 1계층과 2계층이 모두 동작 중이라는 뜻임

•Show ipv6 interface interface-id – 인터페이스에 포함된 모든 IPv6 주소와 인터페이스의 상태를 보여줌

•show ipv6 route –IPv6 네트워크와 특정 IPv6 인터페이스 주소가 라우팅 테이블에 포함되어 있는지 확인할 수 있음

‘C’ 표시는 직접 연결된 네트워크 라는 뜻임.

 

※ Show 명령어에 필터 걸기

Show 명령어는 기본적으로 24줄을 출력하고 화면이 중지된다..

•스페이스 바를 클릭하면 새로운 페이지로 넘겨주고, Enter키를 누르면 한줄씩 넘어간다.

•터미널 길이 명령어를 사용하면 화면에 보이는 라인수를 조정할 수 있다.

 

 출력된 내용에 필터기능을 사용하면 보다 효율적으로 정보를 확인할 수 있다.

 필터기능을 활성화 하기위해서는 “|” 를 사용한다.. 

•show running-config | section line con – “line con”으로 시작하는 페이지부터 화면에 보여줌

•show ip interface brief  | include down – “down” 을 포함하는 모든 라인을 화면에 보여줌

•show ip interface brief | exclude up – “down” 을 포함하는 모든 라인을 제외하고 화면에 보여줌

•Show running-config | begin line – “line”으로 시작되는 이후 페이지를 모두 화면에 보여줌

 

이미 실행했던 명령어들의 리스트를 확인할 수 있음

Ctrl+P 또는 화살표(위/아래)를 이용하여 이전에 사용한 명령어를 재호출 하여 사용 가능

•가장 최근 명령이 가장 위쪽에 표시됨

•Keep pressing Up Arrow to recall the commands in the history buffer.

기본은 최근 10개의 기록이 버퍼에 저장됨

사용자 모드에서 terminal history size 를 이용하여 버퍼 사이즈를 조정할 수 있음.

특권 모드에서 show history p명령어를 이용하면 히스토리를 확인할 수 있음

 

 

 

전기신호로 보내고 헤더를 떼고 붙이고, 

 

※ 라우터의 핵심기능은 패킷을 목적지로 전달하는 것이다.

 

•하나의 인터페이스로 패킷을 받아서 다른 인터페이스로 내보내는 것을 스위칭(전달)기능 이라고 한다.

                      단, 2계층 스위치의 스위칭과 혼동하면 안된다.

•스위칭 기능은 인터페이스로 패킷을 내보낼 때 패킷을 적당한 데이터링크 프레임으로 캡슐화도 수행한다.

                    (내보내기 전에 2계층 헤더를 다시 붙인다는 뜻임)

 

데이터가 있고, 쌓이는 느낌 (캡슐처럼 캡슐화해서)

 

R1이 패킷을 받았는데 목적지가 다른 네트워크다 -> (목적지가 168.4.10) 

R1은 168.1.0 과 168.2.0 네트워크를 가지고있다.

※   라우터가 어떤 네트워크로부터 패킷을 받았을 때,

      그  패킷의 목적지가 다른 네트워크 라면 라우터는 아래의 3단계를 수행한다.

•1 단계. 수신한 프레임의 헤더와 트레일러를 제거하여 3계층 패킷만 빼낸다.

•2 단계.  IP 패킷의 목적지 IP 주소를 확인하고 라우팅 테이블을 참고하여 최적의 경로를 찾는다.

•3 단계.  라우터가 목적지로 가는 경로를 찾았다면 3계층 패킷을 새로운 2계층 프레임 에 포함하여(2계층 해더와 트레일러를 붙여서) 내보내는 인터페이스로 전달한다.

 

※ 패킷이 송신 장치에서 목적지 장치로 이동하면 3계층의 IP 주소는 변경되지 않습니다.

단지 2계층 데이터 링크 주소는 캡슐화 해제되고 다시 캡슐화 될 때 모든 홉(라우터)에서 수정됩니다.

 (2계층 데이터 링크 주소: MAC주소)

 

즉 라우터는 3계층 헤더의 목적지 ip를 보고 , 라우팅 테이블을 비교하여 내 로컬 주소가아니면 최적의 경로의 다음 홉에 대한 라우터의 mac주소를 2계층 프레임(새로운)넣어서 다시 붙인다. 그리고 1계층(전기적신호)으로 전달한다.

 

새로운 2계층 프레임이란 Source MAC주소를 자신의 MAC주소로 바꾸고,

Destination MAC 주소는 다음 홉에 대한 MAC주소로 바꾸어서 프레임에 장착

 

 

디폴트게이트웨이 주소 아는방법.

이미 arp테이블에 주소가 등록되어있거나,

arp 프로토콜을 보내서 (브로드캐스트) 얻거나..

 

※ PC1에서 PC2로 패킷을 보낼때 :

•PC1 : 목적지 IPv4 주소가 동일한 네트워크에 있는지 확인한다.

        동일한 네트워크에 있으면 PC1은 ARP 캐시에서 또는 ARP request를 통해 목적지 MAC 주소를 가져옵니다.

•만약 목적지 네트워크가 다르다면 PC1은 패킷을 디폴트 게이트웨이에게로 전송합니다.

•디폴트 게이트웨이의 MAC 주소를 확인하기 위해 PC1 은 ARP table에서 디폴트 게이트웨이의 IPv4 주소와 MAC 주소를 확인합니다. 없을 경우 ARP request를 실행합니다.

•PC1 이 R1의 MAC 주소를 알면 패킷을 R1으로 전달할 수 있게 됩니다.

 

 

※ R1이 PC1으로 부터 이더넷 프레임을 받으면 :

•R1은 목적지 MAC 주소(수신 인터페이스의 MAC 주소)를 검사하고 버퍼로 프레임을 복사합니다.

•R1은 이더넷 유형 필드가 0x800인지 확인합니다.

 이 필드는 이더넷 프레임이 IPv4 패킷을 포함하고 있음을 나타냅니다.

•R1은 이더넷 프레임의 헤더와 트레일러를 제거합니다. (캡슐화 제거)

•패킷의 목적지 주소 192.168.4.10 이 R1에 직접 연결되어 있지 않으므로 R1 은 적절한 경로를 찾기위해 라우팅 테이블을 검색합니다.

•R1’의 라우팅 테이블이 192.168.4.0/24 네트워크 정보를 포함하고 있습니다.

•R1은 192.168.4.0/24 으로 가는 경로를 발견합니다. Next hop(다음 홉)의 주소는 192.168.2.2 이고 FastEthernet 0/1 이 출구 인터페이스임. 

•IPv4 패킷은 새로운 목적지 MAC 주소를 가지는 이더넷 프레임으로 캡슐화 되고, 이때 목적지 MAC 주소는 넥스트 홉 라우터 R2(192.168.2.2)의 MAC 주소가 된다.

•출구 인터페이스는 이더넷 네트워크에 연결되어 있으므로 R1은 next hop 라우터의 MAC 주소를 찾기위해 ARP 요청을 수행한다.(ARP 테이블에 없다면)

•R1 이 next hop의 MAC 주소를 찾으면 새롭게 생성된 이더넷 프레임을 R1의 FastEthernet 0/1 인터페이스를 통해서 전달하게 된다.

 

 

 

-R2 는 MAC 주소를 검사한다. R2는 목적지 MAC 주소가 인터페이스의 MAC 주소와 매치가 되므로 프레임을 버퍼에 복사한다.

-R2는 프레임의 데이터부분에 IPv4 패킷일 있는지 검사한다.

-R2는 프레임의 해더와 트레일러를 제거하여 캡슐화를 해제한다.

-목적지 IP 주소가 다른 네트워크에 있으므로 R2는 라우팅 테이블을 검사하여 해당하는 네트워크가 있는지 검색한다.

-R2의 라우팅 테이블에 192.168.4.0/24 네트워크로 가는 경로가 있고 next-hop IPv4 주소(다음 라우터)는 192.168.3.2 이며 출구 인터페이스는 Serial 0/0/0 이다.  

-출구 인터페이스가 이더넷이 아니므로 R2 는 next-hop IPv4 를 이용하여 MAC 주소를 찾을 필요는 없다.

-IPv4 패킷은 새로운 데이터 링크 프레임으로 캡슐화 되어 출구 인터페이스 Serial 0/0/0로 전달된다.

-시리얼 인터페이스에는 MAC  주소가 없으므로 R2 는 데이터링크 주소를 브로드캐스트 주소와 동일하게 설정한다.

 

-R3 데이터 링크 PPP 프레임을 버퍼에 복사한다.

-R3은 데이터링크 PPP 프레임을 캡슐화 해제 한다.

-R3 패킷의  목적지 IP 주소 라우팅 테이블에서 탐색한다.

-목적지 네트워크가 R3와 직접 연결된 네트워크 이므로, 패킷을 다른 네트워크로 보낼 필요없이 직접 목적지로 보내면 된다.

-출구 인터페이스가 직접연결된 이더넷 네트워크 이므로, R3은 목적지 Ip 주소와 매핑되는 MAC 주소를 ARP 테이블 또는 ARP request를 통해서 찾는다.

 

- 라우터의 핵심 기능은 패킷을 보내기 위한 최선의 경로를 결정하는 것이다.

- 라우팅 테이블 탐색 결과는 아래 3가지 경로 결정 중 하나에 해당된다.

•직접 연결 – 만약 목적지 IP 주소가 직접 연결된 네트워크에 속한다면 패킷은 출구 인터페이스를 통해 호스트로 바로 전달된다.

•원격지 네트워크 – 만약 목적지 IP 주소가 원격지 네트워크에 속한다면, 패킷은 다른 라우터에게로 전달된다.

•결정된 경로 없음 – 만약 목적지 IP주소가 연결된 네트워크 또는 라우팅 테이블에 없다면 패킷을 Gateway of Last Resort(디폴트 게이트웨이)에게 전달된다. 

 

Best Path( 최적 경로 )

-대상 네트워크로 가는 최적의 경로를 결정하려면 여러 경로를 평가하고 해당 네트워크에 도달하는 최적 또는 최단 경로를 선택해야합니다.

-최적 경로는 라우팅 프로토콜에서 사용하는 메트릭(metric) 또는 비용을 기반으로 해서 선택된다.

-해당 네트워크로 가는 최적 경로는 가장 낮은 메트릭을 가진 경로이다. 메트릭은 주어진 네트워크에 도달 거리를 측정하는데 사용되는 값이다.

-동적 라우팅 프로토콜들은 라우팅 테이블을 구축하고 업데이트 하기 위한 각각의 규칙 또는 메트릭을 갖고 있다.

 

동적 라우팅 프로토콜들의 메트릭의 예를 들면:

•Routing Information Protocol (RIP) – 홉 수

•Open Shortest Path First (OSPF) –송신지에서 목적지까지 누적된 대역폭 기반으로 계산되는 비용

•Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) – 대역폭, 지연, 부하, 신뢰도

 

Load Balancing( 부하 균형 )

-만약 라우터가 동일한 목적지 네트워크로 동일한 메드릭을 가진 두개 이상의 경로를 가지게 된다면, 라우터는 두 경로로 동일하게 패킷을 전달하게 된다.

-라우팅 테이블은 단일 목적지 네트워크만 가지고 있지만, 여러 개의 출구 인터페이스를 가질수 있다 – 동일한 비용 경로마다 한개씩, 이를 동일 비용 로드 밸런싱이라고 한다.

-올바르게 구성되었다면, 로드 밸런싱은 네트워크의 효율성과 성능을 향상시킬 수 있습니다.

-동일비용 로드밸런싱은 동적라우팅과 정적 라우팅에서 모두 사용할 수 있다.

EIGRP는 비동일 비용 로드밸런싱을 지원한다.