9주차 Network Layer

4-6.IPv4 vs IPv6

IPv6이 생긴 이유 :
IPv4 어드레스가 고갈될 것으로 예측되어, 훨씬 더 큰 IP주소 풀을 생성하여 인터넷의 지속적인 확장이 가능하도록 설계
  • 표현 방법 : 128비트체계로 구성되어 있으며, 16비트씩 8부분으로 나누어 콜론으로 구분하여 표현
    • ex) 2001:230:abcd:ffff:0000:0000:ffff:1111

  • 체크섬 필드, fragmentation 기능 제거(라우터마다 체크섬 계산 비효율적, 오버헤드가 커지는 것 방지)

  • IPv6이 보편화가 되기에 시간이 좀 걸려서 터널링 기법을 통해 IPv4와 IPv6을 혼용하여 사용

  • 현재까지는 부족한 IPv4 주소체계를 NAT를 이용하여 버팀

What is Tuneling?

1

IPv4를 사용하는 라우터 사이에서 IPv6 데이터가 IPv4 데이터그램안에 들어감으로써 IPv4 네트워크에서 이동되어지도록 IPv6을 IPv4로 캡슐화하는 방법
  • 듀얼스택 라우터 : IPv6과 IPv4를 혼용하여 사용하는 라우터, IPv4 터널을 다른 듀얼 스택 라우터와 연결하여 데이터 전송, 듀얼 스택 라우터에서 IPv6을 IPv4로 캡슐화 시켜줌

4-7. ARP(Address Resolution Protocol, 3계층 프로토콜)

What is ARP?

같은 네트워크 대역에서 통신을 하기 위해 필요한 MAC 주소(해당 IP에 맞는 물리적인 주소)를 IP주소를 이용해서 알아오는 프로토콜

통신 과정

  1. ARP는 목적지 MAC 주소를 모르는 상태이기때문에, MAC address를 00:00:00:00:00:00(6byte)으로 비워둔 뒤, 같은 대역에 있는 모든 장비에게 브로드캐스트

  2. 이를 받은 모두는 decapsulation을 통해 2계층(브로드캐스트임을 알 수 있다.)을 열어본다.

  3. 3계층도 열어보게 되고, 본인의 ip주소와 목적지 ip주소가 일치하지 않는다면 패킷을 discard, 그렇지 않으면 응답 프로토콜을 만든 뒤 본인의 mac주소를 넣어 유니캐스트로 원래노드로 전송

  4. 이를 다시 받은 원래 노드는 응답받은 맥주소를 ARP 캐시 테이블에 등록 -> MAC주소를 알아온 뒤에 다음 통신이 시작됨. 최초 통신의 경우 한 번 실행된 다음 통신이 시작되는 것

4-8. gateway vs router

Network equipment Router Gateway
주요 기능 올바른 목적지 주소로 데이터 패킷을 전송시킨다. 서로 다른 프로토콜을 사용하는 두 네트워크를 연결하기 위해 사용하는 translator 기능
OSI 계층 주로 3계층(LAN과 WAN을 연결하는데 사용) 프로토콜이 다른 네트워크(Layer 4)를 연결할 때 사용
Protocol 하나의 프로토콜 사용 하나 이상의 프로토콜 사용
장치 Hardward Software

  • 요즘에는 라우터와 게이트웨이 기능이 같이 있는 장비를 많이 사용하는 추세

  • 게이트웨이가 없다면 자신이 속한 로컬 네트워크에서만 통신이 가능

  • 자신의 컴퓨터에서 목적지 네트워크에 도달하기까지 최소 한개 ~ 다수의 게이트웨이를 거쳐가야함

참고link

0. IPv6

1. ARP 프로토콜

2. Gateway vs Router