1. 다음에 관하여 최대한 자세하게 기술하라.

   1. 응용 계층 주소, 네트워크 계층 주소, 링크 계층 주소

      → 링크 계층의 주소는 MAC address라고 표현하고, 물리주소 라고도 표현 한다. 16진수의 6바이트의 주소로 이루어져있고, data와 header 그리고 링크 계층에만 있는 에러 검사를 하는 trailer로 이루어져있다. 네트워크 계층에서는 IP address를 갖는데, 논리주소 라고도 표현한다. 응용 계층에서는 DNS 주소라고 부르는데, 흔히 웹 사이트에서 볼 수 있는 www.hanbat.ac.kr 같은 주소를 뜻한다.

   2. IP 패킷 헤더의 “time to live” field 용도

      → 라우팅 테이블의 경로가 잘못되면 패킷이 라우터들 사이에서 무한 loop로 돌 수 있다. 그렇게 되면 패킷이 쓸데 없이 라우터들 사이를 돌기 때문에 이것을 방지하려고 나온 것이 “time to live” 필드이다. 초기값을 64, 또는 128로 세팅하고 라우터 하나를 거쳐갈 때마다 1씩 감소 시키고, 0이되면 패킷을 버려서 무한 루프를 방지할 수 있다. 또한 TTL이 0이 되어 패킷을 버릴 경우, ICMP time exceeded message를 source에 보낸다. 만약 TTL을 1로 하면 라우터를 한 개만 거쳐도 버려지기 때문에 local net에서 사용된다.

   3. 어떤 패킷의 목적지까지 홉 수가 20인 경우에도, IP 헤더의 “record route” 옵션에는 20개의 라우터 주소를 다 저장할 수 없게 된다. 이 원인은 무엇인가?

      → “record route” 옵션은 option 필드에 있는 필드로써 route의 경로를 기록하는 필드이다. 라우터를 거칠 때마다 라우터의 주소가 기록되므로 수신 측에서는 “record route” 필드를 보면 어떤 라우터들을 거쳐서 도달했는지 알 수 있다. 하지만 record route에서는 최대 9개의 경로만 저장할 수 있다. 그 이유는 헤더에서 기본 헤더 20바이트를 빼면 옵션이 가질 수 있는 최대 크기는 40바이트 인데, 40바이트 중에 기본으로 갖고 있는 필드들이 4바이트이므로 40-4하여 36바이트를 record route가 가질 수 있고, ip address는 4바이트 이기 때문에 4/36 을 하면 9가 되므로 최대 9개의 경로만 저장할 수 있다.

2. 인터넷 프로토콜 계층 구조에서 트랜스포트 계층과 링크 계층의 주요 기능을 비교하여 설명하라.

→ 트랜스포트 계층은 종단간 에러 / 흐름제어, 링크 계층은 인접 노드간의 에러 / 흐름제어와 framing, 즉 프레임(패킷)을 만드는 기능을 한다. 링크 계층은 다시 2개의 sublayer로 나뉘는데, MAC 계층과 LLC 계층으로 나뉜다. MAC 부계층에서는 physical 매체에 접근하는 일을 제어하고, LLC 부계층에서는 하위의 MAC 계층이 달라지더라도, 상위의 IP 에서는 동일한 서비스를 제공받을 수 있게 하는 기능을 한다.

링크 계층에서는 프레임 생성 기능을 하므로 데이터를 캡슐화 시키고, 앞에는 헤더, 뒤에는 트레일러를 추가한다. 트레일러에서는 에러 검사를 해서, 에러가 발생했으면 패킷을 버리고, 발생하지 않았으면 network 계층으로 올려준다. 그리고 데이터의 속도를 제어하는 흐름 제어 기능 또한 한다. 또한, 헤더는 패킷이 전송될 때 한 라우터에서 다른 라우터로 갈 시에는 없어지고, 새로운 링크 header가 붙어서 전송된다.

트랜스포트 계층에서도 비슷하게 에러 / 흐름 제어 역할을 하지만, 링크 계층과의 차이는 링크 계층은 인접 노드간의 에러 / 흐름 제어로 물리적으로 1:1로 연결된 관계에서의 에러 / 흐름 제어를 하고, 트랜스포트 계층에서는 논리적으로 1:1로 연결된 관계에서의 에러 / 흐름 제어, 즉 종단간(양 끝에 있는 호스트들 끼리) 에러 / 흐름 제어를한다.

1. ARP 프로토콜이 필요한 이유를 다음의 경우로 예를 들어 설명하라.

   1. direct delivery

      → 예를 들어 같은 네트워크 안에 있는 H1과 H2가 있다. 이 때, H1이 H2에게 패킷을 보내려고 한다. H1은 mask값과 H2의 ip address를 보고, H2가 같은 네트워크 인지 아닌지 판별할 수 있다. 이때, H2도 같은 네트워크안에 있어서 direct delivery니까 라우터를 거치지 않고 직접 보낸다. network 계층에서는 ip header에 source address, destination address를 넣고, 뒤에 data를 붙여서 그것을 MAC 계층에게 넘긴다. mac 계층에서는 그것을 data 취급하고, 앞에 MAC header를 붙인다. MAC header에는 또 source address, destination address를 넣는데, 여기서 H1은 MAC frame을 만들 때 H2의 MAC address, 즉 destination MAC address를 알 수 없어서 패킷을 보낼 수 없다. 이 때 destination MAC address를 알아내는 방법이 ARP protocol이다.

   2. indirect delivery

      →

2. 다음 물음에 대한 답을 알기 쉽고 자세하게 기술하라.

   1. 라우터 R1이 목적지 주소가 140.24.7.42 인 IP 패킷을 수신할 수 있나?

      → 목적지 주소가 140.24.7.42인 IP 패킷은 42를 2진수로 변환하면 00101010이 된다. 라우팅 테이블에 의해 Mask를 Longest matching first 방식으로 맞춰 보면, /26과는 일치 하지 않고, /24와 mask가 일치하는 것을 볼 수 있다. 따라서 패킷은 m0 인터페이스를 통해 전달되므로 R1은 수신할 수 있다.

   2. 라우터 R1의 interface m3로 목적지 주소가 140.24.7.200인 IP 패킷이 수신될 수 있나?

      → 없다. 그 이유는 주소가 140.24.7.200인 패킷이 들어오면 우선 R2의 라우팅 테이블을 보고 Longest matching first 방식을 거친다. Longest matching first는 더 구체적으로 긴 네트워크 주소를 먼저 맞춰보는 방식이다. 그래서 140.24.7.200에서 mask인 /26을 매칭시키는데, 140.24.7.200의 network address는 /26을 매치시키면 140.24.7.192가 된다. 따라서 패킷은 인터페이스 m1을 통해 R3 라우터 방향으로 전달된다.