[네트워크] CH13 주소매핑과 에러보고

 

학습 목차

• 주소매핑
  • 정적 매핑, 동적 매핑 차이점
  • ARP와 RARP, BOOTP, DHCP의 필요성과 동작
• 에러보고
  • 에러보고의 필요성
  • 에러보고 기능의 종류와 의미
  • 질의응답 기능의 종류와 의미

주소 매핑

• IP 주소는 인터넷에 접속된 컴퓨터를 구분하기 위한 주소(www와 같은 도메인 네임도 결국 IP주소로 바뀌어 IP패킷의 목적지 주소에 들어감)
• Ethernet주소와 같은 물리적 주소는 해당 LAN에 접속된 컴퓨터를 구분하기 위한 주소
  • MAC주소는 LAN에서만 유일하게 식별되며 인터넷 전체에서는 IP주소로 식별함
• 인터넷은 여러 네트워크들의 집합으로 되어 있어서 각 네트워크 내부의 장치들을 구분하기 위한 주소가 사용됨
  • MAC주소는 LAN 내에서 각 장치 구분
• IP패킷이 해당 LAN을 통과하기 위해서는 IP주소에 대응하는 이더넷 주소와의 관계가 설정되어야 함
• 이처럼 IP주소와 MAC주소를 연결짓는 것이 주소 매핑
• 매번 네트워크를 통과할 때마다 IP주소와 MAC주소의 매핑이 필요하다
  • 정적매핑
  • 동적매핑

정적매핑(Static Mapping)

• IP주소와 MAC주소를 연결시키는 테이블을 고정적으로 생성하는 방법
  • 수작업으로 직접 입력할 수도 있다
• 문제점
  • 컴퓨터가 NIC(Network Interface Card)를 교환할 수도 있다(고정적으로 IP주소-MAC주소 매핑을 설정해두면 MAC주소가 바뀌는 것에 대응할 수 없다)
  • 노트북과 같이 이동이 가능한 컴퓨터는 하나의 네트워크에서 다른 네트워크로 이동할 수도 있다

동적매핑(Dynamic Mapping)

• 컴퓨터가 매번 IP주소와 MAC주소의 관계를 프로토콜을 이용해 구한다
• ARP(Address Resolution Protocol) : IP주소에 대응하는 MAC주소를 구하는 프로토콜
  • 동작 : 브로드캐스트를 통해 해당 IP주소를 가진 시스템을 찾음 -> 해당 IP주소와 일치하는 시스템에선 자신의 MAC주소를 유니캐스트 응답으로 보냄
• RARP(Reverse ARP) : MAC주소에 대응하는 IP주소를 구하는 프로토콜(현재는 RARP 대신 DHCP라는 프로토콜이 사용된다. 발전순서 : RARP->BOOTP->DHCP)
  • 자신의 MAC주소를 알지만 IP주소를 모르는 경우가 있을 수 있다.
    • IP주소는 디스크에 저장되는데 디스크가 없는(Diskless) 컴퓨터가 있을 수 있다
    • IP주소가 충분치 않아서 필요할 때마다 IP주소를 할당하고자 하는 경우가 있을 수 있다
  • 동작 : 브로드캐스트로 RARP request를 보냄 -> RARP 서버가 요청한 MAC주소에 대응하는 IP주소 유니캐스트로 응답(RARP서버는 MAC주소에 대응하는 IP주소에 대한 mapping table을 갖고 있음)
• 쉽게 정리하자면,
  • ARP : IP주소 아는데 MAC주소 모를 때
  • RARP : MAC주소 아는데 IP주소 모를 때
• BOOTP와 DHCP
  • BOOTP(The Bootstrap Protocol)는 RARP를 확장해 주소에 대한 해결뿐 아니라 부팅관련 정보(부팅이미지, 주소사용 시간결정 등)도 전달할 수 있도록 설계되었다
    • BOOTP는 MAC주소에 대한 IP주소 할당이 미리 정해진 테이블에 따라 정적으로 할당이 이루어졌다
  • DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)는 BOOTP와 같은 정적할당과 동적할당이 모두 가능
    • IP주소 풀(pool)에서 주소할당이 가능하다

에러보고(Error reporting)

• IP프로토콜은 에러제어와 관리기능이 부족하다는 단점 有
• ICMP(Internet Contol Message Protocol)는 IP의 이런 단점을 보완해 에러보고와 질의응답 메시지 기능(관리를 위해 죽었는지 살았는지 체크)을 제공하는 프로토콜이다
• ICMP는 에러를 정정하지는 않고 단순히 보고만 한다

ICMP의 에러보고 종류

• 목적지 도달 불가(Destination unreachable)
  • 라우터나 컴퓨터가 IP패킷을 전달할 수 없을 때, 해당 패킷은 폐기되며 라우터나 컴퓨터는 목적지 도달 불가 메시지를 송신지로 보냄
• 송신지 조절(Source quench)
  • IP는 흐름제어, 혼잡제어를 제공하지 X
  • 라우터나 컴퓨터는 혼잡이 발생하면 해당 패킷을 폐기하고 송신지로 송신지 조절 메시지를 보냄
• 시간 초과(Time exceeded)
  • 라우터는 TTL 필드의 값이 0인 패킷은 폐기시킨다. 이 때 송신지로 시간초과 메시지를 보냄
  • 또는 목적지에서 단편화된 메시지가 모두 도달하지 못해 완전한 하나의 패킷을 조합할 수 없는 경우에도 시간 초과 메시지를 발생시킨다
• 파라미터 문제(Parameter problem)
  • 라우터나 목적지 컴퓨터가 IP패킷 헤더의 정보 중 처리할 수 없는 부분을 발견하면 이 메시지 발생
• 경로 재설정(Redirection)
  • 컴퓨터에서 잘못된 라우터로 패킷을 전달하는 경우, 라우터는 올바른 라우터로 전달되도록 라우팅 테이블을 변경할 것을 요구할 수 있다.
  • 예를 들어, 아래 사진에서처럼 A가 B로 패킷을 보내려는데 R1라우터에 전송을 했다고 치자. 그럼 R1은 A에게 다음번엔 B로 보낼 땐 R2로 보내!!라고 라우팅 테이블 변경 요청을 함

ICMP의 질의응답(Query) 종류

• 에코 요청 및 응답(echo request and reply) - EX)ping : 에코 요청을 보내면 받은 시스템은 이에 대한 응답 메시지를 보내야 함
• 타임 스탬프 요청 및 응답(Time-stamp request and reply) : 응답 시간을 구하는데 사용할 수 있다
• 주소마스크 요청 및 응답(Address mask request and reply) : 주소마스크 정보를 요청하면 응답해야 함
• 라우터 요청 및 응답(Router solicitation and advertisement) : 컴퓨터는 라우팅 정보를 보내줄 라우터를 찾기 위해 라우터 요청 메시지를 보냄