07 IP 프로토콜

01 네트워크 계층의 기능

연결형 서비스와 비연결형 서비스

연결형 서비스란?
패킷들이 모두 동일한 경로를 이용하여
목적지에 도착하는 패킷의 순서가 송신된 순서와 동일한 것

 

비연결형 서비스란?

패킷들이 독자적인 경로로 수신 호스트까지 전송되는 것

상위 계층인 전송계층에서 수신한 패킷의 순서를 재조정하는 기능이 필요함

 

• 네트워크 계층 기능 - IP 프로토콜 (비연결형 서비스)
• 전송 계층 프로토콜 - TCP (연결형 서비스)
• 전송 계층 프로토콜 - UDP (비연결형 서비스)

 

라우팅

정적 라우팅

• 경로 정보를 라우터에 미리 저장하여 중개
• 경로 정보가 고정되어 변화된 정보를 갱신하기 쉽지 않음
• 실시간으로 네트워크 내부의 혼잡도를 반영할 수 없음

동적 라우팅

• 경로 정보를 네트워크 상황에 따라 적절하게 변경
• 현재의 네트위크 상황을 고려해 최적의 경로 정보를 선택할 수 있음
• 경로 정보를 수집하고 관리하는 등의 작업이 추가로 필요함

HELLO/ECHO 패킷

• HELLO 패킷을 이용해서 해당 라우터 간 경로가 이용 가능한지를 파악
• ECHO 패킷을 수신한 호스트는 송신 호스트에 즉각 회신 -> 라우터 사이의 전송 지연 시간 측정

 

라우팅 테이블

혼잡 제어

• Congestion - 네트워크에 존재하는 전송 패킷의 수가 많아질수록 네트워크의 성능이 자연스럽게 감소하는 현상
• 라우터의 내부 버퍼 용량 부족 심화 -> 전송 패킷 버려짐 -> 송신 호스트 타임아웃 재전송
• 버퍼 용량 늘림 -> 패킷의 전송 지연 시간이 늘어남-> 패킷의 전송 지연 시간 > 송신 호스트가 설정한 타임아웃 시간 -> 재전송 과정

 

• 패킷의 생존 시간
  • 일정 한 개수 이상의 라우터를 통과하면 엉뚱한 경롤르 떠드는 것으로 판단하여 해당 패킷을 네트워크에서 제거

 

• 트래픽 성형
  • 송신 호스트가 전송하는 패킷의 발생 빈도가 네트워크에서 예측할 수 있는 전송률로 이루어지게 하는 기능
  •  리키 버킷(Leacky Bucket) 알고리즘
    • 송신 호스트와 네트워크 사이에 깔때기 위치
    • 깔때기의 출구 크기는 협상 결과, 크기 고정
    • 송신 호스트가 협상 값보다 많은 양의 패킷을 전송해도 깔때기 크기 이상의 패킷이 네트워크에 유입될 수 없음
    • 과도하게 입력된 패킷은 깔때기의 부피 범위 내에서 내부 버퍼에 임시 저장

 

• 혼잡 처리 - ECN 패킷 사용
  • 혼잡 지역에 위찬한 라우터는 입력 선로로 들어온 패킷이 주의 표시된출력 선로로 라우팅되는 경우
  • 패킷의 송신 호스트에 ECN 패킷을 전송
  • ECN 패킷을 수신한 송신 호스트는 데이터 패킷이 전송되는 경로에서 혼잡 발생 가능성을 인지하고 전송 패킷의 양을 줄임

---

02 라우팅 프로토콜

 

네트워크에서 보편적으로 이용하는 거리의 기준

- 전송 경로의 중간에 위치하는 라우터의 개수,
즉 홉(Hop)의 수로 판단

---

03 IP 프로토콜

IP 헤더 구조

 

DS/ECN(6+2 비트)

 

패킷분할

 

• Identification(식별자)
  • IP 프로토콜이 분할한 패킷들에 동일한 고유번호를 부여함으로써 Identification 번호가 같은 패킷을 다시 병합(Reassembly) 할 수 있도록 해준다
  • 패킷을 분할하지 않으면 패킷을 전송할 때마다 이 필드 값을 하나씩 증가시킨다
• DF(Don't Fragment)
  • 패킷이 분할되지 않도록 한다
  • 값을 1로 지정 == 분할 안함
  • 중간 경유 네트워크에서 자신이 처리 가능한 패킷의 크기보다 큰 IP 패킷에 DF 필드가 설정되어 있으면 분할 기능을 수행하지 않고 패킷을 버린다
• MF (More Fragment)
  • MF 필드 값 1로 지정 == 분할 패킷이 뒤에 계속됨
  • 분할 패킷 중 마지막 패킷은 MF 필드 0으로 지정 == 분할 패킷이 더 없음을 표시
• Fragment Offset(분할 옵셋)
  • 저장되는 값 == 분할된 패킷의 내용이 원래의 분할 전 데이터에서 위치하는 상대 주소 값
  • 값은 8바이트의 배수
  • 값 64면 원래 데이터에서 64*8=512번째에 위치