4. 네트워크 계층 2

IPv4 데이터그램 단편화

• 모든 링크 계층 프로토콜이 같은 크기 네트워크 계층 패킷을 전달할 수 없음.
• MTU(maximum transmission uni): 링크 계층 프레임이 전달할 수 있는 최대 데이터 양.
• 서로 다른 링크 계층 프로토콜이 요구하는 MTU를 맞추기 위해 라우터에서는 패킷을 더 작은 패킷으로 분할하며 이것을 Fragment라고 부름.
• 이러한 단편화 된 패킷을 재결합 할 수 있도록 IPv4 헤더의 식별자, 플래그, 단편화 오프셋 필드를 사용함.
  • 식별자: 단편화된 패킷을 모두 같은 식별자를 갖고 있음.
  • 플래그: 마지막 조각을 수신했음을 알기 위해 마지막 단편화 패킷의 플래그 비트는 0, 다른 모든 단편화 패킷은 1로 설정.
  • 오프셋: 윈본 데이터그램 내의 조각의 위치 명시
    • 4000바이트(IP헤더 20바이트, 나머지 3980 바이트) 패킷이 라우터에 도착.
    • MTU가 1500인 링크로 전달되어야 함.
    • 이때 3980바이트인 원본 패킷을 세개의 분리된 조각으로 할당해야 함.
    • 3980 바이트를 1480 / 1480 / 1040 세 개의 패킷으로 나눠서 보내기로 함
    • 첫번째 조각의 offset = 0 (0부터 시작)
    • 두번째 조각의 offset = 185 (1480 / 8)
    • 세번째 조각의 offset = 370 ((1480 +1480) / 8)
    

호스트 주소 획득: 동적 호스트 구성 프로토콜

• 호스트는 인터넷을 하기 위해서는 IP, Subnet mask, Router(외부로 패킷을 보내기 위해 첫번째로 보내는 라우터), DNS를 알아야 함.
• 네트워크 관리자는 해당 호스트가 네트워크에 접속하고자 할 때마다 동일한 IP 주소를 받도록 하거나, 다른 임시 IP 주소를 할당하도록 DHCP를 설정함.
• DHCP(Dynamic Host Configuration): 동적호스트
  
  • 호스트 IP 주소, 서브넷 마스크, 첫번째 홉 라우터(디폴트 게이트웨이), 로컬 DNS 서버 주소를 할당 해줌.
  
  • DHCP 서버 발견(DHCP server discovery)
    • 새롭게 도착한 호스트는 DHCP discovery message를  사용하여 DHCP 서버를 발견해야함.
    • 호스트는 자신이 접속될 IP도 모름
    • 호스트는 이 메시지를 누구에게 보낼지 모름
    • DHCP discovery message를 보냄
    • DHCP discovery message
      • 목적지 주소: 255.255.255.255 (1.1.1.1 -> 브로트캐스팅 메시지)
      • 출발지 주소: 0.0.0.0
    • 이 메시지가 서브넷에 연결된 모든 노드로 브로드캐스팅 됨
  • DHCP 서버 제공(DHCP server offer)
    • DHCP 서버는 DHCP discovery message를 받음.
    • 브로드캐스팅으로 DHCP offer message를 보냄.
    • DHCP offer message
      • 출발지 주소: 223.1.2.5 (DHCP 서버의 IP)
      • 목적지 주소: 0.0.0.0
      • IP 주소 임대 기간(IP 주소가 유요한 기간) : 몇 시간 ~ 며칠
  • DHCP request
    • 하나 또는 그 이상의 DHCP 서버로 부터 응답을 받고 그 중에 하나를 선택함.
    • 선택한 응답의 파라미터로 DHCP request 메시지를 보냄.
      • 출발지 주소: 0.0.0.0 (아직 정해진게 아님)
      • 목적지 주소: 255.255.255.255 (다른 DHCP에게도 선택의 결과를 알리기 위해)
      • 다른 파라미터: DHCP 응답의 값으로 설정
  • DHCP ACK
    • DHCP 서버는 DHCP ACK 메시지를 받음
    • 요청된 파라미터를 확인함.
  • 상호동작 종료, IP 사용가능