reference:
Computer Networking 3판. James F. Kurose, Keith W.Ross
Classful network. Wikipedia
IPv4. Wikipedia
* 포워딩(forwarding) : 입력 링크 인터페이스에서 출력 링크 인터페이스까지 데이터그램을 전송하는 라우터 동작.
* 라우팅(routing) : 네트워크 전반에 걸쳐 근원지에서 목적지까지 데이터그램의 종단들 사이의 경로를 결정하는 동작.

1. 네트워크 계층(ATM, 가상회선, 데이터그램 네트워크 등)이 제공 가능한 서비스
    - 보장된 전달
    - 제한 지연 이내의 보장된 전달
    - 순서화된 패킷 전달
    - 보장된 최소 대역폭
    - 보장된 최대 지터(jitter) : 송신자에서의 두 개의 연속적인 패킷 전송 사이의 시간 간격이 목적지에서 수신될 때와 같거나 특정 값보다 크지 않도록 보장.

2. 인터넷 네트워크 서비스
   - 최선형 서비스(지원하는 서비스가 전혀 없는 것을 보기좋게 표현한 것에 불과)
   - 일반적으로 가상회선보다는 데이터그램 네트워크를 많이 사용.

3. IPv4
    - 각 IP주소는 32비트. 곧 2^32개의 사용 가능한 주소가 존재한다는 이야기.
    - 8비트 씩으로 나누어 각 구분은 점(dot)으로 표기
    - Nework 주소(prefix) + host 주소로 구성
- IPv4 데이터그램 포맷
Bits

4

8

16

19

32

32

Version

Header length

Type of Service

Total Length

64

Identification

Flags

Fragment Offset

96

Time to Live

Protocol

Header Checksum

128

Source Address

160

Destination Address

192

options

 

Data

    - version : 4bits로 데이터그램의 IP 프로토콜 버전을 명시
    - header length : 헤더 길이
    - 서비스 타입(TOS) : 다양한 티입의 데이터그램을 허용.
    - total length : data를 포함한 패킷 전체 크기
    - Identification, Flags, Fragment Offset :
        링크 계층의 MTU(Maximum Transfer Unit)가 있기에 존재. 링크 계층에서 패킷은 MTU의 크기를 넘어서 전달될 수 없기에 MTU보다 큰 패킷은 여러 fragment(조각)으로 나뉘어 전송되어야 한다. Fragment offset은 8 byte 단위. 단편화와 재결합은 라우터와 종단 노드 모두에서 일어남.
    - TTL(Time To Live) : 라우터가 데이터그램을 처리할 때마다 1식 감소. 0이 되면 데이터그램 폐기
    - Protocol : 상위 계층의 프로토콜(예: TCP, UDP)
    - header checksum : 비트 오류 검출에 사용
    - option은 일반적으로 사용되지 않음. 그러므로 헤더의 크기는 보통 20 byte (160 bits).
    - CIDR(classless interdomain routing) : 클래스 A부터 E까지 이루어진 classful network 주소지정방식의 단점을 개선한 주소지정방식. a.b.c.d/x의 형태로 표기하며 여기서 x는 최상위 비트(most significant bit)의 개수를 뜻한다. 지정된 개수의 최상위 비트는 서브넷의 주소를, 나머지 하위 비트는 해당 서브넷에 포함된 호스트 주소를 나타낸다.
- classful network에서의 각 클래스의 범위 및 특징

클래스

Leading bits

시작주소

CIDR

네트워크 개수

호스트 개수

A

0

0.0.0.0

/8

2^7 = 128

2^24 2

B

10

128.0.0.0

/16

2^14 = 16,384

2^16 2

C

110

192.0.0.0

/24

2^21 = 2,097,152

2^8 2

D (multicast)

1110

224.0.0.0

/32

 

 

E (예약됨)

1111

240.0.0.0

/32

 

 

    - 호스트 개수에서의 -2는 x.x.x.0과 x.x.x.255를 뜻한다. x.x.x.0은 해당 네트워크 주소, x.x.x.255는 브로드캐스트 주소.
    - IPv4의 한계 및 발전
       1. classful network를 통한 클래스 분류 체계는 주소의 낭비를 가져왔으나 CIDR을 통해 개선됨.
       2. 하지만 2^32개의 최대 주소 개수의 한계를 보충하기 위해 DHCP와 네트워크 주소변환(NAT: Network Address Translation)을 통한 사설망 또는 사설 주소와의 전역 주소 매핑 기법이 사용됨.
       3. supernetting, subnetting을 통한 효율적 주소 관리를 통해 주소 부족 문제를 일부 해결할 수도.
       4. 그래도 여전히 BcN 등의 차세대 네트워크를 구성하기에는 부적합한 주소 시스템 -> IPv6의 등장. IPv6는 QoS, 보안, 이동성 등의 기존 IPv4가 이루지 못한 기타 기능까지 함께 지원.


Posted by 어쨌건간에