네트워크 계층

IPv6 프로토콜

IPv6의 주요 변경 사항

• 주소 공간 확장
  : 공간이 32비트에서 128비트로 확장
• 헤더 구조 단순화
  : 오버헤드를 줄여 프로토콜의 전송 효율 향상
• 흐름 제어 기능 지원
  : 일정 범위 내에서 예측 가능한 데이터 흐름을 지원
  : 실시간 멀티미디어(flow label) 응용 환경을 수용

확장 헤더

구조

• 총 40바이트 중에서 32바이트는 주소 공간으로 할당되며, 8바이트만 프로토콜 기능을 수행
  

• Version Number 필드
  : IP프로토콜의 버전 번호

• DS/ECN 필드
  : 차등 서비스가 도입되면서 6비트의 DS필드와 2비트의 ECN필드가 정의됨

• Flow Label 필드
  : 음성이나 영상 데이터처럼 실시간 서비스가 필요한 응용 환경에서 사용

• Payload Length 필드
  : 헤더를 제외한 패킷의 크기

• Next Header
  : 기본 헤더 다음에 이어지는 헤더의 유형을 수신 호스트에 알려줌

• Hop Limit
  : IPv4의 Time To Live 필드와 동일한 역할을 수행

• Source/Destination Address
  : 송수신 호스트의 IP주소를 나타냄

주소

• IPv6 주소 : 128비트, 16비트의 숫자를 8개의 콜론( : )으로 구분
  

0 축약 표현 : X는 16비트, d는 8비트

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이동 프로토콜(터널링)

• 터널링 원리 (헤더 덧 붙이기)
  : 상이한 전송 수단을 이용

• IP 프로토콜을 교체하는 방식
  (버스 -> 배 -> 버스)
  

• 터널링의 간략화
  

기본 동작 원리

1. 이동 호스트가 움직이면 새로운 위치를 관장하는 포린 에이전트(Foreign Agent) FAnew로부터 COA(Care of Address)를 획득
   HA <(COA)--- FA
2. 이 주소는 이동 호스트의 홈 에이전트(Home Agent) HA에 등록되어
   FAnew와 HA사이에 터널을 형성
   FA -터널생성- HA(COA가 등록됨)
3. HA로 라우팅 된 패킷을 이동 호스트에 전달하려면, 새로 형성된 터널을 통
   해 FAnew로 전달.
   패킷 -> HA -> FA

• 이동 호스트에는 고유 IP 주소인 홈 주소(Home Address)가 할당 되어 있으며, 호스트의 위치가 바뀌어도 변하지 않음
• COA는 이동 호스트가 일시적으로 할당된 IP주소로, 호스트가 이동할 때마다 새로운 COA가 할당되고 기존 COA는 회수됨.

추가적인 설명

1. 홈 네트워크를 떠나 방문 네트워크에 도착한 이동 단말은 방문지 네트워크에 속해있는 외부 에이전트에게 새로운 주소를 신청한다.
2. 외부 에이전트는 이동 단말에 IP주소를 할당하고, 자신의 리스트에 등록하며, 이 사실을 이동 단말의 홈 에이전트에 전송
3. 이 메시지를 받은 홈 에이전트는 자신의 리스트에 이동 단말의 새로운 IP주소를 기록하여, 이동 단말의 위치를 검출할 수 있음
4. 이동 단말과 통신을 원하는 Correspondent는 이동 단말의 기존 IP주소를 목적지로 하여 패킷을 전송
5. 이동 단말의 홈 네트워크로 전송된 패킷은 홈 에이전트가 대리 수신하여, 이 패킷의 주소에 이동 단말의 새로운 주소를 첨부하여 외부 에이전트로 전송
6. 이 패킷을 수신한 외부 에이전트는 패킷에 첨가된 주소를 삭제하고, 남아있는 이동 단말의 실제 IP주소를 확인, 이를 해당 단말에 전달한다.
7. 이동 단말에서 상대방으로 전송할 경우에는, 자신의 실제 IP주소를 이용하여 홈 에이전트를 거치지 않고 외부 에이전트를 통해 직접 전송한다.

터널 구간(HA -> FA)라우팅 처리

• 원 IP 패킷을 데이터로 취급하는 새로운 형태의 IP 캡슐 패킷이 구성되어 전달됨.
• 원 패킷의Destination Address에는 이동 호스트의 홈 주소가 들어감.
• 홈 에이전트에서는 원 패킷을 이동호스트에 전달하기 위해 다음과 같이 캡슐 패킷으로 변경함.

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기타 네트워크 계층 프로토콜

ARP 프로토콜

• IP 주소와 MAC 주소 사이의 변환을 담당
• 통신을 위해 사용되는 주소의 획득 방법
  : 송신 호스트의 IP 주소 - 송신 호스트의 하드 디스크에서 획득
  : 수신 호스트의 IP 주소 - 사용자가 제공
  : 송신 호스트의 MAC 주소 - LAN카드에서 획득
  : 수신 호스트의 MAC 주소 - ARP 프로토콜을 통해 획득
• 특정 호스트의 IP 주소로 부터 MAC 주소를 획득하는 프로토콜
• ARP request라는 특수 패킷을 브로드 캐스팅
• IP주소에 해당하는 호스트만 ARP reply로 MAC 주소를 회신

과정

1. ARP 캐시테이블에 목적지 168.188.129.2가 존재하는지 확인
   

만약 해당 IP가 캐시 테이블에 존재하지 않는다면, ARP 프로토콜을 수행

2. 168.188.129.63에 대한 ARP Request 전송
   

3. 168.188.129.63 호스트만이 응답을 준비
   

4. 168.188.129.2의 응답
   

5. 168.188.129.2의 정보를 테이블에 추가
   

RARP (Reverse ARP) 프로토콜

: 하드 디스크가 없는 시스템은 자신의 IP 주소를 알 수 없음
: MAC주소에 해당하는 IP주소를 서버로부터 알아오는 프로토콜

GARP (Gratuitous ARP)프로토콜

: 자신의 IP를 목적지로 ARP를 수행, 특수 목적으로 사용됨

ICMP 프로토콜

ICMP 프로토콜 : 인터넷 환경에서 오류에 관한 처리를 지원

• 오류 보고 메시지 - IP 패킷을 전송하는 과정에서 발생하는 문제를 보고하는 것이 목적
  

• 질의 메시지 – 라우터 혹은 다른 호스트들의 정보를 획득하려는 목적
  

헤더 형식 : 오류보고 메세지

• 오류 원인을 제공한 IP 패킷의 헤더와 이어지는 8바이트의 정보가 오류 보고 메시지에 포함됨
  : Type - 1바이트의 크기로 메시지 종류를 구분
  : Code – 메시지의 내용에 대한 정보를 제공하는 매개변수 값
  

ICMP 헤더 형식 : 질의 메시지

• Identifier와 Sequence Number 필드를 사용하여 메시지를 구분함
  

메세지 전송

• ICMP는 기능적으로 IP 프로토콜과 같은 계층의 역할을 수행
• ICMP 메시지는 IP 프로토콜에 캡슐화 되어 전송