01 ~ 04 개요, 링크계층, ARP 2015. 09. 05 김 진 홍 jhkim3624@etri.re.kr.

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1 01 ~ 04 개요, 링크계층, ARP 김 진 홍

2 01. 개요 김 진 홍

3 contents 아키텍처에 관한 원칙 설계와 구현 TCP/IP 아키텍처와 프로토콜 모음 8. 인터넷 아키텍처에 관련된 공격

4 1. 아키텍처에 관한 원칙 4 / 29 인터넷 아키텍처의 목표
네트워크들이나 게이트웨이들이 손실되는 상황에서도 통신이 계속 돼야 한다. 인터넷 통신은 여러 다른 유형의 통신 서비스를 지원해야한다. 인터넷 아키텍처는 다양한 네트워크들을 수용할 수 있어야 한다. 인터넷 아키텍처는 자원의 분산 관리를 허용해야 한다. 인터넷 아키텍처는 비용 효과적이어야 한다. 인터넷 아키텍처는 큰 노력 없이 호스트 연결을 허용해야한다. 인터넷 아키텍처에서 사용되는 자원이 어디에서 어떻게 사용되는지 파악할 수 있어야 한다. 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 4 / 29

5 1. 아키텍처에 관한 원칙 단대단 원칙 네트워크 기능은 통신 시스템의 종단점들에 배치된 애플리케이션에 관한 지식과 도움이 있어야만 완전하고 정확하게 구현될 수 있다. 운명공동체 원칙과 반대 됨. 연결에 필요한 모든 상태 정보를 종단점과 동일한 위치에 배치한다. 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 5 / 29

6 2. 설계와 구현 계층화 호스트 모든 네트워크 기기 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 6 / 29

7 2. 설계와 구현 네트워크 기기별 프로토콜 스택 구현 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 7 / 29

8 3. TCP/IP 아키텍처와 프로토콜 모음 8 / 29 프로토콜 역다중화 역다중화 원래의 신호로 복구하는 과정
IPv4 필드를 기준으로 한 역 다중화 이더넷 ARP IPv4 IPv6 ICMP UDP TCP IGMP DNS서버 Web서버 유입 프레임 목적지 링크 계층 주소를 검사 Type 필드를 기준으로 한 역다중화 목적지 네트워크 계층 주소 검사 포트 번호를 기준으로 역 다중화 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 8 / 29

9 03. 링크 계층 김 진 홍

10 contents 개요 이더넷과 IEEE 802 LAN/MAN 표준 전이중, 절전, 자동 협상, 802.1X 흐름제어
브릿지와 스위치 루프백 MTU와 경로 MTU

11 1. 개요 11 / 29 역할 링크계층의 역할은 IP 모듈을 위해 IP 데이터그램을 송수신함.
네트워크 하드웨어로 운반될 PDU를 어떻게 구성할지 설명된 프로토콜 형식이 연계되어 있음. 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 11 / 29

12 2. 이더넷과 IEEE 802 LAN/MAN 표준 12 / 29 이더넷 정의 10Mb/s 이더넷은 802.3으로 채택됨. 단말
매체가 비어 있을 때 단말이 송신됨 단말 공유 이더넷 세그먼트 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 12 / 29

13 2. 이더넷과 IEEE 802 LAN/MAN 표준 13 / 29 이더넷 작동방식 자신의 데이터 전송 차례를 정하는 알고리즘
CSMA/CD 현재 네트워크상에 전송 중인 신호를 찾아보고 네트워크가 비어있을때 자신의 프레임을 전송. 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 13 / 29

14 2. 이더넷과 IEEE 802 LAN/MAN 표준 14 / 29 이더넷 프레임 형식 선행부 SFD
프레임이 도착했을 때 수신 시스템이 동기화 할 수 있도록 만듬. 0xAA SFD 정상적인 프레임의 시작을 표시하는 프레임 0xAB 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 14 / 29

15 2. 이더넷과 IEEE 802 LAN/MAN 표준 15 / 29 이더넷 프레임 형식 DST, SRC 길이 또는 유형
목적지, 발신지 MAC 주소 길이 또는 유형 필드 값이 1536 초과이면 유형, 1536 이하이면 길이를 나타냄 유형일 경우 헤더 다음에 오는 데이터 유형을 식별 IPv4(0x800), IPv6(0x86DD), ARP(0x0806) 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 15 / 29

16 2. 이더넷과 IEEE 802 LAN/MAN 표준 16 / 29 이더넷 프레임 형식 Payload 프레임 검사 값/CRC
상위 프로토콜로부터 캡슐화된 데이터 최소길이(46 byte)보다 작을때는 끝에 0으로 padding 됨. 프레임의 최소 크기는 64byte 프레임 검사 값/CRC CRC32를 사용함. 메시지 끝에 n개의 0비트를 덧붙임. mod-2 나눗셈을 사용하여 나온 나머지를 구함. 나눌 수는 ITUI문서에 정의되어 있음 나머지의 1의 보수가 CRC 필드 값 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 16 / 29

17 3. 전이중, 절전, 자동협상, 802.1X 흐름제어 17 / 29 전이중모드 이더넷 사용 초기엔 반이중 모드로 동작함.
스위치 기반 이더넷이 개발되면서 여러쌍의 단말이 동시에 데이터 교환을 가능하게 전이중모드가 됨. 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 17 / 29

18 3. 전이중, 절전, 자동협상, 802.1X 흐름제어 18 / 29 자동협상 802.3u에서 처음 도입된 기능
인터페이스들이 속도나 반/전이중 동작등과 같은 정보를 교환할 수 있게 됨. 흐름제어 잘 사용되지 않음. 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 18 / 29

19 4. 브리지와 스위치 19 / 29 스위치A 스위치B 1 2 3 9 10 11 00:00:00:00:00:01
단말 포트 00:00:00:00:00:01 1 00:00:00:00:00:02 2 00:00:00:00:00:03 00:00:00:00:00:09 3 00:00:00:00:00:10 00:00:00:00:00:11 단말 포트 00:00:00:00:00:01 9 00:00:00:00:00:02 00:00:00:00:00:03 00:00:00:00:00:09 00:00:00:00:00:10 10 00:00:00:00:00:11 11 스위치A 스위치B 1 2 3 9 10 11 00:00:00:00:00:01 00:00:00:00:00:02 00:00:00:00:00:03 00:00:00:00:00:09 00:00:00:00:00:11 00:00:00:00:00:10 스위치 A의 DB 스위치 B의 DB 스위치(브리지)의 동작 자신 이외의 단말을 목적지로 하는 프레임을 수신 -> 도착한 포트 외의 다른 포트 각각을 위한 프레임을 만들어 전달. 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 19 / 29

20 7. 루프백 20 / 29 루프백 인터페이스 동일한 PC에 있는 서버들과의 통신에 사용.
7. 루프백 루프백 인터페이스 동일한 PC에 있는 서버들과의 통신에 사용. 전송계층과 네트워크 계층에서 데이터 처리 완료 후 다시 네트워크 스택에 집어 넣고 순환 시킴. 127로 시작되는 IPv4 주소 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 20 / 29

21 8. MTU와 경로 MTU 21 / 29 MTU PDU의 크기를 제한하는 것.
IP가 송신할 데이터그램이 MTU보다 클 경우 단편화가 수행되어 작은 단편들로 분할됨. 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 21 / 29

22 8. MTU와 경로 MTU 22 / 29 경로 MTU 네트워크간의 최소 MTU
호스트 A에서 호스트 B로 가는 경로와 그 역방향의 경로가 달라질 수도 있음. 따라서 양방향의 경로 MTU가 반드시 동일할 필요는 없음. PMTUD매커니즘으로 경로 MTU 발견 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 22 / 29

23 04. ARP : 주소 결정 프로토콜 김 진 홍

24 contents 개요 예제 ARP 캐시 ARP 프레임 형식 ARP 캐시 타임아웃 프락시 ARP 무상 ARP와 주소 충돌 탐지
임베디드 장치의 IPv4 주소 설정에 ARP 사용

25 1. 개요 25 / 29 ARP 32bit IPv4주소와 48bit Ethernet 주소 사이의 동적 매핑 제공
2019년 1월 18일 오전 11시 47분 25 / 29

26 2. 예제 26 / 29 Example ARP with FTP %ftp Hostname FTP IP address
TCP IP ARP Ethernet Driver %ftp Hostname send IP datagram to IP address IP address establish connection with IP address ARP Cache ARP Request (Ethernet broadcast) ARP Reply 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 26 / 29

27 3. ARP 캐시/타임아웃 27 / 29 ARP 캐시(또는 테이블) 정보 인터넷 주소와 물리적 주소의 매핑 정보를 유지.
유효기간은 20분, 미완성된 항은 3분 ARP에 의해 매핑된 것이라면 “동적” 수동입력의 경우는 “정적” 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 27 / 29

28 28 byte ARP request/reply
hard type : 1(Ethernet) prot type : 0x0800(IPv4) hardsize : 하드웨어 주소 크기(6) prot size : 프로토콜 주소 크기(4) op 필드 1 : ARP request 2 : ARP reply 3 : RARP request 4 : RARP reply 28 byte ARP request/reply Ethernet header 2 6 ARP Packet frame type Ethernet Src addr Dest addr 4 1 target IP addr Ethernet addr sender op prot size hard 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 28 / 29

29 8. 무상 ARP와 주소충돌 탐지 29 / 29 무상 ARP 발생 주소충돌 탐지
호스트가 자신의 IP 주소를 찾는 arp를 요청할 때 발생 IP를 수정하고 확인을 눌렀을때 부팅 시 주소충돌 탐지 다른 호스트가 나와 같은 IP 주소로 설정 되어있을경우 IP 셋팅후 ARP가 전송됨 ARP Reply가 수신되면, “중복 IP를 사용하고 있다”는 에러메시지가 나타남. 2019년 1월 18일 오전 11시 47분 29 / 29

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