IP패킷 전달과 포워딩

suhan cho·2022년 5월 10일

네트워크

연결형과 비연결형 서비스

연결형
- 발신지에서 목적지로 가는 패킷들은 순서대로 하나씩 보내진다.
- 패킷이 서로 논리적으로 연결되어있다.
비연결형
- 각 패킷이 상호 독립적이다.
- 같은 목적지에 전달되더라도 서로 다른 경로로 전달될 수 있다.

직접전달과 간접전달

네트워크 계층은 물리 네트워크에 의해 패킷을 처리하는 과정 감독(패킷전달)

직접전달

최종 목적지가 전달자와 같은 네트워크에 연결되어 있는 호스트
패킷의 발신지와 목적지가 같은 네트워크에 위치
최종 라우터와 목적지 호스트 사이에 수행
목적지 주소에서 netid를 추출한 후 네트워크 주소와 비교(같으면 직접 전달 수행)
송신자는 목적지 IP주소를 이용하여 목적지 물리주소를 찾아서(ARP사용) 데이터 링크 계층으로 보내어 패킷을 전달

간접전달

최종 목적지가 같은 네트워크에 있지 않은 호스트
최종 목적지와 같은 네트워크에 연결된 라우터에 도달 할 때 까지 여러 라우터를 경우해서 전달
목적지 IP주소와 라우팅 테이블을 이용하여 패킷이 전달되어야 하는 다음 라우터의 IP주소를 찾는다.
패킷 전달 과정에 반드시 하나의 직접 전달 과정이 있으나 간접 전달은 없거나 또는 여러개 존재 가능(마지막 전달은 직접전달)

포워딩

패킷을 목적지로 가는 경로 상에 올려놓는 것을 의미
인터넷은 링크(네트워크)의 조합으로 되어 있으므로,
포워딩은 패킷을 다음 홉(최종 목적지 또는 중간 연결 장치)로 배달하는 것 의미

목적지 주소 기반 포워딩

호스트나 라어터는 라우팅 테이블을 가지고 있어야 한다.
호스트가 송신할 패킷을 가지고 있거나 라우터가 포워딩 해야 하는 패킷을 수신한 경우 라우팅 테이블을 참조하여 최종 목적지로 가능 경로 찾음
(라우팅 테이블 커져서 검색이 비효율적)

다음-홉
네트워크-지정
호스트 지정
디폴트

다음-홉

라우팅 테이블을 가장 작게 만드는 기술
전체 경로 정보대신 다음 홉 주소만 저장

네트워크-지정

라우팅 테이블 작게, 검색과정 간단하게
같은 네트워크에 연결된 모든 호스트 별 엔트리 대신 네트워크 주소지정
(같은 네트워크에 연결된 모든 호스트는 하나의 개체로)

호스트-지정-라우팅

라우팅 테이블에 목적지 주소 저장(호스트 주소저장은 비효율적이긴 하지만 어떤 경우에는 관리자가 라우팅 테이블을 제어하기를 원하는 경우도 발생)
네트워크-지정 라우팅 반대
관리자가 네트워크 제어 시 효과적

디폴트 라우팅

인터넷상의 모든 네트워크 나열대신 디폴트 엔트리만 지정

서브넷팅 없는 경우의 포워딩

서브넷팅 있는 클래스기반 주소에서 단수화된 포워딩 모듈

1. 모듈은 패킷의 목적지 주소를 추출한다.
2. 목적지 주소가 테이블 내의 호스트 지정 주소와 같으면, 테이블로부터 다음 홉과 인터페이스 번호를 추출
3. 목적지 주소와 마스크를 사용하여 서브넷 주소를 추출
4. 서브넷 주소를 사용하여 테이블을 탐색하여 다음 홉 주소와 인터페이스 번호를 찾는다. 부합되는 엔트리가 없으면 디폴트가 사용
5. 다음홉 주소와 인터페이스 번호가 ARP에게 전달

클래스 기반이 아닌 주소체계에서 간단화된 포워딩 모듈

전체 주소 공간은 한개의 개체(클래스 개념이 없다)
각 블록별로 한 줄의 정보를 필요로 한다는 것을 의미
클래스 기반 주소지정에서는 라우팅 테이블에 세개의 열이 필요하지만 클래스 없는 주소 지정에서는 적어도 네개의 열이 필요(마스크(/n을 포함해야해서)

주소 집단화

클래스 기반 주소지정
- 라우팅 테이블 내에는 가관 외부의 각 사이트 별로 한 개의 엔트리가 있게된다
- 사이트가 서브넷팅되어 있을지라도 한 개의 엔트리가 이 사이트를 정의
클래스 없는 주소지정
- 라우팅 테이블의 엔트리 수가 증가할 확률이 높다
- 전체 주소 공간을 관리할 수 있는 블록으로 나누는 것
- 테이블 크기 증가하면 검색 시간도 증가 -> 이를 해소하기 위해 주소집단화