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컴퓨터 네트워크 강의 - 3장. 네트워크 기술 (3) 인터네트워킹

3장. 네트위크 기술

(3) 인터네트워킹

인터네트워킹 개요

  • 인터네트워킹

    • 둘 이상의 네트워크를 연결하는 기능
    • 서로 다른 프로토콜을 변환해서 연결함 (통역사)

게이트웨이 역할

게이트웨이의 역할

  • 게이트웨이

    • 동작은 프록시와 유사하나, 그 다음에 있는 서버가 HTTP 서버 이외의 서비스를 제공하는 서버가 됨
    • 클라이언트 <- HTTP 통신 -> 게이트웨이 <- HTTP 이외 통신 -> HTTP 이외 서버
    • 네트워크 계층보다 상위 계층에서 분석, 처리하는 경우

  • (참고) 프록시

    • 서버 - 클라이언트 중계 프로그램
    • 클라이언트 — request —> 서버
    • 서버 <— response — 클라이어언트
    • 프록시 목적
    • 캐시를 사용해 네트워크 대역 등을 효율적으로 사용 특정 웹사이트 액세스 제한, 액세스 로그 획득

  • 라우터

    • 네트워크를 연결하는 장비
    • 일반적으로 계층 3 기능(주소, 경로 설정)을 수행

  • 브리지

    • 목적지 주소가 같은 네트워크에 속했다면 아무런 행동도 하지 않음
    • 서로 다른 네트워크에 해당하면 중계 기능 수행

  • 리피터

    • 약해진 신호 증폭
    • 잡음과 신호를 함께 증폭하므로 리피터로 무한정 증폭하는 것은 불가능
브리지

브리지 역할

  • 좌우에 위치하는 LAN이 같은 종류일 때는 프레임 헤더만 해석 후 중계
  • LAN이 다른 종류일 때는 LAN 1 헤더 해석 후 제거하고, LAN 2 헤더를 붙여 중계
  • (참고) ‘프레임’이라는 단어에서 데이터링크 계층임을 유추 가능

  • 동작 방식에 따른 브리지 분류

    • 트랜스페런트(transparent) 브리지

      • 사용자에게 투명: 송신 호스트는 경로에 관한 내용을 알 필요가 없고, 브리지가 자동으로 수행

      • 임의의 LAN으로부터 프레임이 도착하는 경우

        • 수신 호스트와 송신 호스트가 동일한 방향일 때: 무시
        • 다른 방향일 때: 중계
        • (아래 그림 참고) a -> b는 같은 LAN 1이므로 무시
        • a -> c는 브리지 B1이 포트 1로 받아서 2로 중계
        • a -> e는 브리지 B1이 포트 1로 받아서 3으로 중계 브리지를 이용한 LAN 연결
      • LAN이 동작하면서 자동으로 생성되나, 초기화하는 경우 플러딩(flooding) 사용
      • 플러딩: 프레임이 들어온 포트를 제외한 다른 모든 포트로 전달
      • 이렇게 들어온 프레임의 송신 주소를 바탕으로(=출발지 주소를 기억해서) 특정 주소가 어드 포트 뒤에 있는지 학습하는데, 이를 역방향 학습(backward learning)이라 함
      • 호스트 위치가 변동되는 경우 최근 정보로 수정 필요 이중 경로에 의한 잘못된 라우팅 정보

      • 스패닝(spanning) 트리

        • 최근에는 보안상, 안전상 물리적 이중 경로로 설계하기도 함. 이때 논리적으로도 이중 경로가 될 경우 위 그림처럼 잘못된 라우팅 정보를 얻을 수 있음
        • 브리지 B1 입장에서는 a를 포트 1로 보내야 할지 2로 보내야 할지 판단하기 어려운 상황에 봉착
        • 따라서 논리적 연결 상태를 비순환 형태로 구성해야 함
        • 이를 스패닝 트리라 하며, 이중 경로가 존재하지 않도록 최상위 브리지를 루트로 설정하고, 다른 브리지에 이르는 최단 경로 트리를 구성

    • 소스 라우팅(source routing) 브리지

      • 송신 호스트가 수신 호스트에 이르는 경로 정보를 제공
IP 인터네트워킹

IP 인터네트워킹 구조

  • 송신 호스트 이더넷 -> 라우터 A에서 이더넷을 PPP로 변환 -> 라우터 B에서 PPP를 ATM으로 변환 -> 수신 호스트 ATM

IP 인터네트워킹 헤더 변환

  • 라우터 A

    • 이더넷과 PPP 지원
    • 이더넷 헤더 제거 후 PPP 헤더로 변환

  • 라우터 B

    • PPP와 ATM 지원
    • PPP 헤더 제거 후 ATM 헤더로 변환
인터넷 라우팅

  • 고정 경로 배정

    • 송신 호스트와 수신 호스트 사이에 영구 불변 경로 배정
    • 송수신 호스트 사이 트래픽을 측정(예측)하여 적절히 배정
    • 간단한 구현으로 효과적인 경로 설정 가능
    • 하지만 트래픽 변화에 따른 동적 경로 배정 불가능
  • 라우터로 네트워크를 구성한 예 라우터로 네트워크를 구성한 예

  • 적응 경로 배정

    • 인터넷 연결 상태가 변하면 이를 전달경로에 반영

      • 특정 네트워크나 라우터가 정상 동작하지 않는 경우
      • 네트워크 특정 위치에서 혼잡이 발생한 경우
    • 경로 결정 과정이 복잡하고 이를 처리하는 라우터 부담이 증가
    • 네트워크 변화를 모든 라우터에 동시에 반영하기는 불가능하므로 정보의 불일치 발생 가능

  • 자율 시스템

    • 다수 라우터로 구성되며, 공통 라우팅 프로토콜을 사용해 정보 교환
    • 동일한 라우팅 특성에 의해 동작하는 논리적 단일 구성체

    • 내부 라우팅 프로토콜

      • 자율 시스템 내부에서 사용하는 공통 프로토콜
      • RIP(Routing Information Protocol)
      • OSPF(Open Shortest Path First)

    • 외부 라우팅 프로토콜

      • 자율 시스템간 사용하는 라우팅 프로토콜
      • BGP(Border Gateway Protocol)

Published 20 Dec 2020