컴퓨터 네트워크 4~7장 정리

네트워크 계층 패킷 - 다이어그램

• 라우터와 스위치의 차이

라우터는 네트워크 계층 장치, 다른 네트워크 간의 데이터 전송, 라우팅 테이블을 사용

ip 주소를 사용해서 패킷 전송

스위치는 데이터 링크 계층, 동일한 네트워크 내에서 프레임 전송 기능

MAC 주소 pnp로 자가학습, 저장

 

• 데이터 평면과 제어 평면의 주요 기능

데이터 평면은 패킷을 전달, 포워딩
제어 평면은 네트워크 라우팅, 경로 계산

 

• 라우팅과 포워딩의 차이

라우팅 - 데이터 이동의 경로 결정, OSPF, BGP등의 라우팅 알고리즘을 사용

포워딩 - 라우팅 테이블 기반으로 패킷의 경로를 결정해 전달
포워딩은 1hop에서 이루어진다
라우터 R1 -> R2 -> R3로 갈때 각각 다음 홉을 찾아서 포워딩하는 게 반복된다

 

• 인터넷 네트워크 계층의 서비스 모델이란? 무었을 보장함?

best effort로 비연결, 신뢰X, 순서 보장X, 전송 보장 X, 라우팅 및 전달 등의 기능을 수행한다

 

• 패킷 스케줄링

FCFS

우선순위

RR

WFQ - 일반화된 라운드로빈, 버퍼안에 패킷 마다 가중치에 따라 시간을 다르게 준다. 최소 처리율을 보장한다

 

• ICMP 프로토콜 - 에러 정보를 알려준다

 

5장 
•  LS 알고리즘 - 다익스트라자

 계산 방식 출발 노드에서 1hop으로 갈수 있는 노드 구하기

 갈수있는 노드 중 최단거리를 찾아서 방문
동시에 LS 알고리즘을 실행하면 경로를 계속 변경하는게 반복되는 진동 문제가 발생한다
각 노드가 링크 상태정보를 송신하는 시각의 임의로 결정해서 진동을 막을 수 있다

• DV 알고리즘 - 벨만 포드

링크 변경시 좋은 소식은 빠르게 퍼지지만 나쁜 소식은 느리게 퍼진다

x로 가려고 할때 우리는 네트워크 전체 그림을 보고 있기에 y에서 x까지 가려면 돌아가야 한다는 걸 알지만

y는 알고있는게  y -> x가 60, z가 보낸 z -> y -> x는 5(60으로 바뀐걸 z는 모른다) 라는 정보기에
y는 y->z->x를 하려고 하고 그걸 받은 z는 z->y->x를 하려고 하기에 라우팅 루프가 발생한다..

• 해결법 - 포이즌 리버스
이 상태를 빠져나가기 위해서는 z가 y를 통해 x로 가길 원할 때 z -> x로 가는 경로의 비용이 무한대라고 거짓말을 한다

• LS와 DV의 차이 
LS - 전체 정보를 필요로 한다. 각 노드는 다른 모든 노드와 통신하지만, 자기가 직접 연결된 링크의 비용만 알린다

각각의 라우터는 해당 노드의 라우팅 테이블만 계산해서 어느정도의 견고함을 가진다

 

DV - 자기와 연결된 노드하고만 메세지를 교환하고, 자기가 알고있는 모든 연결된 노드와의 비용 추정값을 전달한다

잘못된 정보를 이웃->이웃->이웃 식으로 퍼트릴 위험이 있다

• ospf 프로토콜(LS)

다익스트라자 기반, 링크 상대 정보를 플러딩해서 각 라우터가 전체 AS에 대한 토폴로지 지도(그래프)를 얻게 함
AS 내에서 내부적으로 라우팅 

• BGP 프로토콜 (DV)

AS간의 라우팅 프로토콜

내부 BGP iBGP, 외부 BGP eBGP가 있다

• 뜨거운 감자 라우팅

as 내부 프로토콜을 통해 얻은 라우팅 정보를 이용해 최소 비용 게이트웨이를 선택한다

1b는 x에 도달하기 위해 2a로 가는 경로와 3d로 가는 경로중 더 적은 홉을 이동하는 2a 라우터를 선택한다
내부에서 최소 비용만 보기에 2a를 선택하는 게 가능하다
자신의 포워딩 테이블엔 2a로 가기위한 인터페이스 i와 x를 넣은 (i,x)만 추가하게 된다

 

• 경로 선택 알고리즘
여기서는 지역 선호도가 경로에 할당된다
지역 선호도를 고려해서 as2를 우회하는 방법이 아닌 as2를 지나가는 경로를 선택한다

 

• 라우팅 정책

 

이 상태에서 x는 x - c - y 등으로 갈수 잇는걸 연결된 이웃인 b와 c에게 알리지 않고
자기 자신을 제외하고는 경로가 없다고 알린다
B는 X-C-Y 경로를 알수 없기에 Y나 C로가는 경로는 X로 전달하지 않는다

• ICMP

ICMP - 호스트와 라우터가 서로 네트워크 계층 정보를 주고받기 위해서 사용

 

• SNMP/MIB - 강조한 내용, 시험에 나올듯 

네트워크 운영자가 장치의 MIB에 있는 데이터를 질의할 수 있다

 

두가지 방식

1. request/response mode

 snmp 관리 서버가 에이전트에게 요청하고 snmp 에이전트가 요청(MIB 객체 값 검색/수정)을 수행하고 응답을 보낸다

2. trap message

에이전트가 요구받지 않았어도 snmp 관리 서버에게 트랩 메세지라는 이름의 메세지를 ㅅ전송한다
트랩 메세지들은 관리 서버들에게 mib 객체 값을 변화시킨 예외 상황을 통지하기 위해서 이용한다.

 

5장 문제? 
• bgp 라우터는 항상 최단 as 경로 길이를 가진 루프 없는 경로를 선택하는가?
- 현지 선호도, 가중치, 등 여러 요소를 고려하기에 항상 그렇지는 않다

• LS 알고리즘 복잡도

n - 노드 e - edge

O(N* E)  각 노드가 로컬 상태를 네트워크의 다른 모든 노드에 전파해야하기에

모든 노드 * 간선 만큼의 메세지 복잡도가 생긴다

 

• 포이즌 리버스로 무한 계수 문제를 해결할 수 있는가?

 

가능,

라우터가 이웃 라우터에게 특정 네트워크로 가는 경로 정보를 전달할 때, 그 이웃 라우터를 통해 도달할 수 있는 경로에 대해서는 비용을 무한대로 전달, 이렇게 하면 이웃 라우터가 해당 경로를 선택하지 않도록 하여 라우팅 루프를 방지 가능

 

6장 링크 계층

 

• MAC 프로토콜

 

TDMA - 채널 파티션, 시분할, 시간 슬롯을 나누어서 공정하게 노드에게 배분한다. 

FDMA - 주파수 분할, 시분할과 비슷하다
RANDOM ACESS - slotted ALOHA, CSMA, CSMA/CD, CSMA/CA <- 시험에 나올듯

 

슬롯티드 알로하

- 전송할 노드가 있으면 다음 슬롯이 시작할 때 까지 기다렸다가 전송, 일단 보냄

충돌이 나지 않으면 전송 완료, 충돌이 발생하면 랜덤한 시간을 기다렸다가 다시 전송

충돌이 나지 않고 전송이 될 때 까지 이 과정을 반복한다

효율이 최선의 경우 37% 정도라 높지 않다

 

CSMA/CA - 충돌을 회피하는 방식, 무선 네트워크에서 사용한다

 

CSMA/CD
일단 보내고 충돌 체크하는 방식이 아닌 비어있을때 보낸다

채널이 idle 상태일때 전송하고, 전송 중 다른 어댑터의 신호가 감지되면 전송을 취소하고
랜덤 시간(random backoff)만큼 기다린 후 다시 전송한다

• 링크 계층 주소 

mac 주소 - 스위치는 네트워크 계층 주소(ip)를 인식 못하고 라우팅 알고리즘을 사용 x