2020년 2학기

1. 다음에 관하여 최대한 자세하게 기술하라.

   1. Private IP address

      • 번역하면 사설 IP 주소로, IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하는 방법 중 하나이다.
        • 집에서만 사용하는 기기마다 공인 IP를 할당할 수는 없기 때문.
      • 사설 IP 주소는 어딘가에 등록되지도 않았을 뿐더러, 유일하지도 않다!
      • 통신을 하기 위해선, 라우터에서 NAT과정이 필요.
        • Forwarding 과정에서, 목적지 주소가 private address이면 패킷을 버린다.

   2. Class B type IP address

      • 첫번째 옥텟에서, 2번째 비트에 0이 나오는 주소(옥텟이 “10”으로 시작.)
      • 십진수로 표현하면 128~191 사이에 위치하며, 주로 MAN에서 쓰인다.
      • network id의 크기와 host id의 크기가 16비트로 동일하다.
        • 이때, network id는 2^(16-2)개를 할당할 수 있고,
        • host id는 2^(16)개를 할당할 수 있다.

   3. IP packet header에 있는 TTL field의 용도

      • IP header에는 Time to live라는 필드가 있다.
      • 라우팅 테이블의 정보가 잘못되어 무한루프가 생길 경우, 네트워크가 마비가 된다.
        • 따라서 Forwarding 가능한 횟수를 지정하여 TTL 값이 0이 되면 패킷을 버리도록 한다.
        • 무한루프가 발생하는 경우를 막기 위함!!
      • TTL 값이 1이면? → 라우터를 거치자마자 0이 되므로 버려짐 = 로컬 네트워크에 보낸다는 의미.

   4. Loopback address

      • 네트워크가 제대로 동작하는지 확인할 때 사용하며, 우리가 아는 Ping 명령어가 해당된다.
      • 패킷을 전송하는데 PHY 계층까지 내려가지 않고, Network 계층에서 다시 올라간다.
      • 자기 자신을 가리키는 Loopback address는 첫 바이트가 127로 시작한다.
        • ex) 127.0.0.1

2. One of the addresses in a block is 110.23.129.14/20. Find the number of addresses, the first address, and the last address in the block.

   • address mask가 (/20)인 것을 보아, 이진수로 주소를 변환하면 아래와 같다.
     • 110. 23. 1000 0001. 14
   • 이를 address mask( = 110.23.128.0)과 &연산을 하면?
     • network address는 110.23.1000 0000. 0 이다.
   • 따라서 주소의 수는 2^12개이다.
   • 첫번째 주소는 host id가 모두 0인 주소이므로, 110.23.1000 0000. 0이고,
   • 마지막 주소는 host id가 모두 1인 주소이므로, 110.23.1000 1111. 255이다.

3. 아래 그림과 같은 상황에서 라우터 R1에 목적지 주소가 192.16.9.25인 IP 패킷이 수신되었다. 이 패킷이 어떻게 라우팅 되는지 기술하라. 이 문제는 subnet을 사용하지 않는 classful IP address를 사용하는 문제임!

Classless IP address일 경우 → 더 구체적인 주소 먼저 비교 단, 이 문제는 Classful IP address이므로 Class별 주소 테이블을 참조!

• 수신된 패킷의 주소 : 192. 16 … → Class C
• Class C의 라우팅 테이블에는 192.16.7.0인 네트워크에 대해서만 라우팅 정보가 존재한다.
• 두 주소를 비교하면, 수신된 패킷의 network address는 192. 16. 9. 25이므로 일치하지 않는다.
• 따라서 매칭되는 network address가 없으므로, default router로 보낸다.

1. 다음 그림은 ARP request와 reply 메시지들이 이더넷을 이용하여 전송될 때, 메시지 구조를 보여주고 있다. 다음 물음에 답하라.

   1. ARP request 메시지를 수신한 C의 MAC 프로토콜 동작과 ARP 프로토콜 동작을 기술하라.

      • dst가 Broadcast address이기 때문에, C의 MAC 계층은 데이터를 위 계층으로 올린다.
      • 이후, ARP frame에서 Target protocol address가 자신의 IP 주소가 아님을 확인하여 버린다.

   2. ARP request 메시지를 수신한 B의 MAC 프로토콜 동작과 ARP 프로토콜 동작을 기술하라.

      • dst가 Broadcast address이기 때문에, C의 MAC 계층은 데이터를 위 계층으로 올린다.
      • 이후, ARP frame에서 Target protocol address가 자신의 IP 주소임을 확인한다.
      • ARP reply를 Unicast로 보내어 응답한다.
        • dst : A의 MAC 주소
        • src : B의 MAC 주소
        • type : arp
        • Sender Hardware address : 자신의 MAC 주소
        • Sender Protocol address : 자신의 IP 주소
        • Target Hardware address : A의 MAC 주소
        • Target Protocol address : A의 IP 주소

   3. ARP request는 MAC 계층에서 목적지 주소를 broadcast(FF:FF:FF:FF:FF:FF)로 하여 전송된다. 목적지 주소를 B(202.30.46.3)의 MAC 주소(E0:3:FE:13:F0:13)로 하여 전송하지 않는 이유는?

      • ARP cache에서 B의 MAC주소를 찾지 못했을 뿐더러, 애초에 주소를 모른다!
      • 따라서 B(Target)의 IP를 알고 있으므로, Broadcast로 B에게 전달하고, Unicast 방식으로 수신된 ARP reply를 통해 B의 MAC 주소를 저장한다.