Chapter 4 네트워크 계층 소개

학습목표(OBJECTIVES): 교환과 특히 네트워크 계층에서 데이터 전달 메커니즘으로서 패킷 교환 소개 패킷-교환망 서비스로서 두 가지 유형(비연결형 서비스와 연결형 서비스) 소개 비연결형 패킷 교환망에서 패킷의 목적지 주소와 라우팅 테이블을 이용하여 라우터가 패킷을 포워딩하는 과정 소개 패킷 교환망에서 패킷의 레이블과 라우팅 테이블을 이용하여 라우터가 패킷을 포워딩하는 방법 소개 논리주소지정, 그리고 발신지, 라우터, 목적지에서 전달과 같은 네트워크 계층에서 제공되는 서비스 설명 네트워크 계층에서 직접 제공하지 않지만 보조 프로토콜이나 이후에 인터넷에서 추가적으로 제공되는 서비스에 대한 설명

Chapter Outline 4.1 Introduction 4.2 Switching 4.3 Packet Switching 4.4 Network Layer Services 4.5 Other Network Layer Issues

4-1 개요 개념적인 수준에서, 전체 인터넷은 수백만의 컴퓨터를 연결하는 블랙박스 네트워크

서로 연결된 LAN과 WAN의 조합으로서 인터넷 인터넷은 연결장치를 통하여 연결된 수많은 네트워크(또는) 링크로 구성 인터넷은 LAN과 WAN의 조합인 인터네트워크

4-2 교환(SWITCHING) 회선 교환(Circuit Switching) 패킷 교환(Packet Switching) 메시지 전달 전에 발신지와 목적지 사이에 물리회선(링크) 생성 후 메시지 전달 메시지 전달 완료 후 네트워크에 통보 다른 연결을 위해 연결해제 회선교환망의 좋은 예: 초기 전화시스템 패킷 교환(Packet Switching) 오늘날 인터넷의 네트워크 계층: 패킷 교환망 상위층으로부터 받은 메시지 패킷 단위로 분할 발신지에서 목적지까지 패킷 단위로 전달 패킷교환망은 패킷을 최종 목적지까지 전달 결정 사용방법: 데이터그램(datagram), 가상회선(virtual circuit)

Note In circuit switching, the whole message is sent from the source to the destination without being divided into packets.

Note In packet switching, the message is first divided into manageable packets at the source before being transmitted. The packets are assembled at the destination.

4-3 PACKET SWITHING 네트워크 계층은 패킷 교환망으로 설계 발신지에서 메시지는 데이터그램 단위로 분할 각 데이터그램이 발신지에서 목적지로 전달 수신된 데이그램은 목적지에서 원래의 메시지로 재조립 제공되는 서비스 비연결형 서비스(connectionless service) 연결-지향(connection-oriented) service

비연결형(connectionless) 패킷-교환망 각 패킷을 상호독립적으로 처리 네트워크내의 교환기를 라우터(router)라고 함

비연결형 네트워크에서 포워딩 처리 라우터는 목적지 주소를 기반으로 패킷을 전달

In a connectionless packet-switched network, the forwarding decision Note In a connectionless packet-switched network, the forwarding decision is based on the destination address of the packet.

비연결형 네트워크에서 지연(Delay) Waiting time

연결-지향 서비스 서비스 제공을 위해 설정(setup), 데이터 전송, 연결해제(teardown) 과정 사용 메시지에 속한 모든 패킷간에 서로 관계성을 가짐 데이터그램 송신 전에 경로를 지정하는 가상회선(virtual circuit) 생성 연결 생성 후 경로를 따라 데이터그램 전달 패킷에는 가상회선 식별자(흐름 레이블: flow label)가 있어야 함 각 패킷은 레이블을 기반으로 포워딩

연결-지향(connection-oriented) 패킷 교환망 전송 경로인 가상회선을 따라 전달

Note In a connection-oriented packet switched network, the forwarding decision is based on the label of the packet.

연결-지향 서비스 생성 단계 설정단계(setup phase) 데이터 전송 과정: 엔트리를 기반으로 순서대로 전달 가상회선을 위한 엔트리 생성 요청 패킷: 발신지와 목적지 주소 전달 확인응답 패킷: 테이블 내의 엔트리 완성 데이터 전송 과정: 엔트리를 기반으로 순서대로 전달 설정해제(teardown phase) 발신지는 패킷을 모두 보낸 후 해제 패킷 송신 목적지는 확인응답 패킷으로 응답 모든 라우터는 해당 엔트리 삭제

연결-지향 네트워크에서 포워딩 처리과정 레이블 값을 기반으로 포워딩 결정

가상-회선 망에서 요청 패킷(request packet) 보내기

가상-회선망에서 설정(Setup)의 확인응답

설정된 가상-회선에서 하나의 패킷 흐름 14ABData

연결-지향 네트워크에서 지연(Delay)

4-4 네트워크 계층 서비스 오늘날 인터넷에서 사용되는 비연결형 서비스 기반 4-4 네트워크 계층 서비스 오늘날 인터넷에서 사용되는 비연결형 서비스 기반 예: Wonderful Publishing사에 근무하는 Alice가 꽃가게인 Just Flowers사의 관리자인 Bob에게 광고소책자가 배달할 준비기 되었음을 알리는 메지지를 보낸다. 논리주소체계: 인터넷 공통 식별자 시스템

Topics Discussed in the Section Logical Addressing Services Provided at the Source Computer Services Provides at the Each Router Services Provided at the Destination Computer

인터넷의 가상 부분

발신지에서 제공되는 서비스 패킷화 다음 홉의 논리주소 찾기 다음 홉의 물리주소(MAC) 찾기 필요한 경우 데이터그램 단편화 상위층으로부터 온 데이터를 데이터그램으로 캡슐화 다음 홉의 논리주소 찾기 라우팅 테이블을 참조 다음 홉의 물리주소(MAC) 찾기 ARP(address resolution protocol) 이용 필요한 경우 데이터그램 단편화 데이터그램이 MTU(maximum transmission unit)보다 클 경우

발신지 컴퓨터에서 제공되는 서비스

각 라우터에서 제공되는 서비스 두 개(입력, 출력)의 인터페이스 관여 다음 홉의 논리주소 찾기 다음 홉의 MAC 주소 찾기 단편화

각 라우터에서 처리과정 TCP/IP Protocol Suite

목적지 컴퓨터에서 제공되는 서비스 단편들을 재조립(유효성 검사) 상위층에 전달 재조립 타이머 설정, 완료 전에 타이머가 만료되면 재전송 오류 메시지 전송

목적지 컴퓨터에서 처리과정

4-5 그 밖의 서비스 오류 제어(Error Control) 흐름 제어(Flow Control) 4-5 그 밖의 서비스 오류 제어(Error Control) 훼손, 손실, 중복 데이터그램 탐지 메커니즘 흐름 제어(Flow Control) 수신자의 수신 능력을 초과하지 않도록 발신지에서 데이터 전송 양 조절 혼잡 제어(Congestion Control) 발신지 컴퓨터들에서 송신된 데이터그램 수가 라우터 용량을 초과할 경우 서비스 품질(Quality of Service) 멀티미디어(오디오, 비디오, 실시간통신) 통신 제공 라우팅(Routing) : 라우팅 테이블 생성 문제 보안(Security)

데이터링크층에서 오류 확인 오류가 있지만 검사(확인)되지 못한 경우

Note No flow control is provided for the current version of Internet network layer.

알림 연습문제 풀이해서 Report로 다음주까지(일주일 후) 제출해 주세요!