컴퓨터네트워크 5장

컴퓨터네트워크 5장

5.1 ARP(Address Resolution Protocol)

5.1.1 ARP의 필요성

 데이터를 주고받기위해 IP주소는 알고 있으나 하부망의 주소는 모른다. 하부망의 주소를 알기 위해 필요.

5.1.2  ARP의 동작 절차

정적변환 - 관리자가 IP-맥주소 변환테이블 수동 생성. 데이터그램 전송시마다 주소변환테이블을 탐색해 대응하는 맥주소 찾아 사용.

테이블 수동갱신해야 하는 점이 단점

ARP는 동적으로 변환하는 프로토콜

송신자 라우터의 IP는 목표수신자인 다음 라우터의 IP주소를 ARP에전달, 송신자 ARP는 목표수신자 IP주소를 포함하는 ARP요청 메시지를 이더넷 하부 데이터 통신망에 연결된 모든 수신자에게 브로드캐스트.

해당 IP는 자신의 하부망 주소를 담은 ARP 응답 메시지를 답장.

이 땐 브로드 캐스팅이 필요 없으므로 유니캐스트 프레임으로 전달.

ARP를 답장받은 송신자는 캐시테이블에 해당 수신자 IP와 맥주소를 등록. 

5.1.3 ARP 메시지

하드웨어유형 : 하부망의 유형. 이더넷은 1

프로토콜유형 : ARP를 사용하는 상위계층 프로토콜. IP 는 0x0800

하드웨어길이 : 하부망의 주소길이 바이트단위로 나타내. 이더넷은 6

프로토콜길이 : 상위계층프로토콜이 사용하는 주소 길이. IPv4는 32비트이므로 4

동작 : ARP요청메시지는 1, 응답메시지는 2

송신자 하드웨어 주소 : 송신하는 사람의 하드웨어 주소 6바이트

송신자 프로토콜 주소 : 4

목표 하드웨어주소

목표 프로토콜 주소

ARP의 동작범위는 하부망이므로, IP데이터그램으로 캡슐화될 필요 없음. 대신 하부망의 전송단위로 캡슐화되어 전달됨. (이더넷프레임으로)

5.1.4 프록시 ARP

프록시 ARP는 자신이 관리하는 호스트 ARP들을 대신하는 ARP

시스템 변경없이 서브넷팅 효과를 낼때 사용.

5.2.1 RARP 필요성과 동작 절차

하부망 주소는 알고 있으나  IP주소를 모를 때 사용.

RARP요청메시지 브로드캐스팅-RARP서버는 IP주소를 담아 답장.

5.2.2 RARP메시지

ARP포맷과 거의 동일.

요청메시지, 응답메시지의 값이 각각 3,4(ARP는 1,2)

5.3 ICMP(Internet Control Message Protocol)

인터넷 통신에서 오류발생 사실의 확인과 원인파악, 라우터,호스트의 상태와 구성정보를 파악해야 할 경우 ICMP를 사용해 메시지를 받을 수 있다.

5.3.1 ICMP 메시지 유형과 포맷

크게 오류보고메시지와 질의 메시지로 분류가능.

오류보고메시지 : 목적지도착 불가능, 출발지 억제, 시간초과, 방향재지정

질의메시지 : 에코요청또는응답,타임스탬프요청응답,주소마스트요청응답,라우터찾기또는광고

IP를 사용해 전달된다. 캡슐화 하여 프레임으로 다시 캡슐화되어 전달됨.

5.3.2 ICMP 오류보고 메시지

처음 8비트가 타입.

-목적지도착불가능

타입3, 목적지에 도착못하는 못하는 코드값을 포함해 호스트로 전달.

-출발지억제미시지

IP가 지원하지 않는 흐름제어를 보완하기 위함. 혼잡상황이 발생하면 출발지로 억제메시지를 보내 손실됨을 알리고 전송속도 낮출것을 요구. 출발지에서는 억제메시지가 수신되지 않을때까지 계속 속도를 낮춤으로서 상황 개선.

-시간초과메시지

TTL값이 0 이 되면 폐기 후 시간초과 메시지를 회신함.

재조립 타이머가 완료시까지 단편화조각이 모두 도착하지 않으면 출발지로 시간초과 메시지 보냄.

-방향재지정메시지

호스트가 전송한 데이터그램을 수신한 라우터가 더 좋은 경로를 알 경우 방향재지정메시지를 통해 다른 라우터를 사용해 데이터그램을 전송하도록 유도 가능.

-매개변수문제미시지

데이터그램헤더 문제로 데이터그램을 처리할수 없는 경우 헤더의 어떤 매개변수에 문제가 있는지 알려줌.

5.3.3 ICMP 질의 메시지

에코요청 또는 응답 메시지 : PING, 받는 즉시 응답메시지를 되돌려보냄. 이를 통해 송신자는 수신자가 정상적인지 확인가능. PING은 응답메시지에 요청메시지에 담겨있던 요청 시간을 그대로 담아 복사해 회신한다.

주소마스크요청또는응답메시지 : 호스트가 자신의 IP주소에 대한 서브넷마스크를 모를경우 라우터에게 주소마스트요청메시지를 브로드캐스트로 보낸다. 넷마스크정보를 담아 주소마스크응답메시지 회신.

타임스탬프요청또는응답메시지 : 목적지까지 데이터그램 왕복시간 측정 가능. 이 메시지를 이용해 시계동기화 가능.

라우터찾기또는광고 : 호스트가 같은 하부망의 라우터에 관한 정보를 얻기위해 라우터요청메시지를 브로드캐스트, 메시지를 받은 라우터는 라우터광고메시지를 사용해 자신의 정보 전송.

광고메시지 전송시 라우터는 주소뿐 아니라, 해당망의 모든 라우터정보를 포함 시킴.

5.4 IGMP(Internet Group Management Protocol)

일대다 유니캐스트 모델 : 수신자가 많으면 인터넷성능저하.

응용레벨멀티캐스트 : 일부수신자에게만 데이터 전송, 그 일부사용자가 인접한 수신자에게 데이터그램 전송.

네트워크레벨멀티캐스트 : 라우터가 여러 수신자들에게 데이터그램 복사,전송 대역폭 효율적 사용.

직접주소지정방식 : 멀티캐스트 데이터그램에 모든 수신자의 주소리스트 지정 방식. 수신자가 많아지면 데이터그램의 크기가 커짐.

간접주소지정방식 : 하나의 멀티캐스트 주소가 전체 수신자 그룹을 지시하게 함.그룹-그룹-수신자브로드캐스트

간접주소지정방식은 멀티캐스트 그룹을 관리하는 매커니즘 필요.

이 매커니즘이  IGMP에 의해 실현

5.4.2 IGMP 메시지 유형

일반질의메시지

특정질의메시지

멤버쉽보고메시지

탈퇴보고메시지

5.4.3 IGMP 메시지 전달

질의는 하부망의 모든 시스템으로 간다.

멤버쉽보고는 해당 그룹의 멀티캐스트주소

탈퇴 보고는 현재 하부망의 모든 라우터.

기본적인 IGMP동작범위는 하부망에속한 호스트와 라우터 사이.

TTL=1로 설정하면 가능.

터널링 : 멀티캐스트를 지원하지 않는 하부망을 통과하기 위해 IP유니캐스트 다이어그램으로 캡슐화 하여 전달하는 기법

5.4.4 IGMP 동작절차

각 멀티캐스트 그룹에는 IP데이터그램을 분배하는 라우터가 존재.  데이터그램이 이 라우터로 오면 이 멀티캐스트주소는 하부망의 멀티캐스트 주소로 변환되고 해당 데이터그램은 하부망을 통해 멀티캐스트 된다.

그룹가입 : 멀티캐스트 그룹에 가입하고자 하는 호스트,라우터는 멤버쉽보고 메시지를 라우터로 보냄. 수신한 라우터는 자신의 멀티캐스트 주소목록에 이를 추가한다.

그룹탈퇴 : 탈퇴보고 메시지를 받으면 라우터는 그룹에 속하는지 유무만 확인. 존재 유무가 확인되지 않으면 삭제.

멤버쉽모니터링 : 멀티캐스트 라우터는 하부망내의 호스트,라우터들이 그룹멤버쉽을 유지하는지 일반질의메시지를 통해 주기적으로 확인. 125초임.  탈퇴메시지를 송신하지 않은채 고장나거나 한 멤버의 멀티캐스트주소가 유지되는걸 방지하기 위함. 호스트가 많다면, 일반질의메시지에 임의 딜레이를 발생해 라우터가 받는 부하를 줄임.