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ARP, RARP 주소 변환 프로토콜 .
ICMP IP 데이터그램 전송의 오류제어를 위한 프로토콜.
IGMP 그룹 내의 호스트들에게 멀티캐스팅 전송을 가능케 하는 프로토콜.
IP 주소 관리 방법들과 동적으로 IP 주소를 할당해주는 DHCP.

주요 용어

• ARP :
  상대방 호스트의 IP 주소를 알고 데이터 통신을 위해 그 호스트의 물리 주소를 알고자 할 때 사용하는 프로토콜
• RARP :
  물리주소만 알고 있는 호스트가 자신의 IP 주소를 찾을 때 사용하는 프로토콜
• ICMP :
  인터넷에서 IP를 대신하여 오류 또는 제어 메세지를 제공하는 프로토콜
• IGMP :
  IP 호스트가 어떤 멀티캐스트 그룹에 참가하고 있는지를 멀티캐스트 라우터에 통보하는 프로토콜
• DHCP :
  IP 주소를 중앙에서 관리하고 개별 클라이언트들에게 자동으로 IP 주소를 할당해 주는 프로토콜
• BOOTP :
  디스크가 없는 호스트(X terminal)에 대해 주소 및 설정 정보를 자동적으로 할당하고 관리하는 프로토콜

주소변환

ARP

• Address Resolution Protocol
  • 상대방 호스트의 IP 주소를 알고 데이터 통신을 위해 그 호스트의 물리 주소를 알고자 할 때 사용하는 프로토콜
  • IP 주소를 물리주소로 매핑해 주는 프로토콜

동적 바인딩

• ARP는 호스트의 IP 주소를 대응하는 물리 주소로 변환하여 실제 데이터 통신이 가능하게 함
  • IP 주소 : 32 bit (4 byte)
  • 물리주소 : 48 bit (6 byte)
• ARP 요청 : broadcasting
• ARP 응답 : unicasting

ARP 프로토콜

• request 동작
  

  

• reply 동작
  

  

proxy ARP

RARP

• Reverse Address Resolution Protocol
  • 물리주소만 알고 있는 호스트가 자신의 IP 주소를 찾을 때 사용되는 프로토콜
  • 일반적으로 호스트의 IP 주소는 자신의 디스크에 저장된 구성 파일에서 확인
  • 디스크가 없는 호스트는 물리주소만 알고 있으므로 이를 이용하여 IP 주소를 얻고자 함

RARP 프로토콜

• RARP request 동작
  

  

• RARP replay 동작
  

  

ICMP

ICMP 프로토콜

• Internet Control Message Protocol
• 인터넷 계층 프로토콜
• 전송 오류 제어
  • IP는 비연결성 비신뢰성 전송 서비스 (실패 가능성 있음)
  • IP 데이터그램 전송의 오류가 발생할 경우 오류 메세지 또는 제어 메세지를 제공해 주는 프로토콜
  • IP 데이터그램의 전송과정에서 발생하는 오류를 라우터나 발신지 호스트에게 보고하는 메커니즘을 제공

ICMP 메세지

• 

  1. 유형 (8 비트)
     • ICMP 메세지 식별
  2. 코드 (8 qlxm)
     • 유형에 관한 추가 정보
  3. 검사합(16 비트)
     • 전체 ICMP 메세지의 오류 검사
  4. ICMP 메세지 (32 비트)
     • 오류 및 제어 메세지로서 echo, timestamp 등

ICMP 메세지 유형

  0  : Echo Reply
  3  : Destination Unreachable
  4  : Source Quench
  5  : Redirect
  8  : Echo Request
  11 : Time Exceed
  12 : Parameter Problem
  13 : Timestamp Request
  14 : Timestamp Reply
  15 : Information Request
  16 : Information Reply
  17 : Address Mask Request
  18 : Addres Mask Reply

ICMP 메세지 유형

• 오류 보고 메세지 (error reporting)
  • ICMP는 오류를 수정하지 않고, 단지 보고만 수행
  • IP 주소를 이용하여 발신지에 오류 전송
• 질의 메세지 (simple requery)
  • 일부 네트워크의 문제 진단

오류보고 메세지

• Error Reporting
  • Destination Unreachable (목적지 도달 불가) :
    • 라우터가 데이터그램을 라우팅 할 수 없을 때
    • 호스트가 데이터그램을 전달할 수 없을 때
  • Source Quench (발신지 억제) :
    • 혼잡으로 인해 데이터그램의 폐기를 알림
  • Redirection (재지정) :
    • 라우터가 최적 경로를 사용하지 않은 호스트 발견 시 최적 경로를 알리기 위해 사용
  • Time Exceed (시간 초과) :
    • IP 헤더의 TTL 필드 값 만료를 나타냄
  • Parameter Problems (파라미터 문제) :
    • 데이터그램의 헤더 에러 문제 발생시 사용

질의 메세지

• Query
  • Echo Request And Reply (에코 요청 응답) :
    IP 호스트의 진단에 사용
  • Timestamp Request And Reply (왕복시간 요청 응답) :
    두 시스템간에 IP 데이터그램이 오고가는데 필요한 왕복시간(Round Trip Time)을 결정
  • Address Mask Request And Reply (주소 마스크 요청 응답) :
    호스트가 라우터에게 서브넷 마스크 요청
  • Reouter Solicitation And Advertisement (라우터 주소 요청 응답) :
    다른 네트워크의 호스트에게 데이터 전송 시 자신의 네트워크에 연결된 라우터 주소 요청

IGMP

Internet Group Management Protocol

• 인터넷 계층 프로토콜
• 인터넷에서 multicast 서비스를 위해 사용되는 프로토콜
• IP 호스트가 어떤 멀티캐스트 그룹에 참가하고 있는지를 멀티캐스트 라우터에 통보하는 프로토콜

IP 멀티캐스트

Multicast

• 하나의 그룹에 속한 호스트들에게 메세지 전송 (1-to-many)
• 참고 :
  • unicast : 1-to-1
  • broadcast : 1-to-all

IP Multicast

• 클래스 D 주소 사용

  • 

• 주소 범위 : 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
• 예약된 멀티캐스트 주소

  • 

IGMP 프로토콜

1. 유형 (8 비트)
   • Query (general/special)
   • Membership report
   • Leave report
2. 최대 응답 시간 (8 비트)
   • 질의애 응답해야하는 최대 허용 시간
3. 검사합 (16 비트)
   • 멀티캐스트 주소 (클래스 D IP 주소)

DHCP

IP 주소관리

IP 주소 관리 방법

• IP 주소 (32 비트)
  예 ) 150.183.135.215 등으로 표시
• 기억하기 어려움 -> IP 주소 관리 방법의 필요
  1. Host Table
  2. DNS (Domain Name System)
  3. BOOTP (Bootsttrap Protocol)
  4. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

호스트 테이블

• 모든 IP 주소와 이와 mapping되는 호스트 이름으로 구성된 테이블
• 장점
  • 중앙집중형 관리 방식
  • host table 구조가 간단
• 단점
  • 호스트의 급속한 증가와 변화에 대응하기 어려움
    • 매핑 정보의 일관성 유지 어려움
  • 계층적 구조가 아닌 평면 구조
    • 중복 정보를 포함함

DNS (Domain Name System)

• 계층적 구조 및 분산 관리 특성
  • 예 ) 도메인 이름 : jeaha.dev
• 분산 관리의 문제
  • name server는 특정 네트워크 영역만의 정보를 가지며,
    다른 영역에 대해서는 다른 name server의 정보를 참조
  • name server 데이터의 복잡성
    • 수작업에 의한 데이터의 오류 가능성

BOOTP (Bootstrap Protocol)

• 기존의 방식은 IP 주소를 수작업으로 할당 (정적 할당)
• BOOTP는 동적으로 IP 주소를 할당
• 디스크가 없는 호스트(X terminal)에 대해 주소 및 설정 정보를 자동적으로 할당하고 관리하는 프로토콜

DHCP 메세지 형식

Dynamic Host Configuration Protocol

• 개요
  • 응용계층 프로토콜
  • BOOTP에서 발전된 동적 주소 할당 프로토콜로서 IP 주소 재사용이 가능
  • DHCP 메세지 형식은 BOOTP와 동일함
• 동적 주소 할당 프로토콜
  • IP 주소 pool에서 사용 가능한 IP 주소를 선택하여 원하는 호스트에게 일정기간 임대해줌

DHCP 프로토콜

IP 주소 자동 할당

요약

1. ARP(Address Resolution Protocol)는 인터넷에서 물리적으로 연결된 호스트들 간의 통신을 위해 IP 주소를 물리주소로 매핑해 주는 프로토콜
2. RARP는 물리주소를 IP 주소로 매핑해주는 프로토콜로 디스크가 없는 호스트가 IP 주소를 얻기 위해 RARP를 이용함
3. ICMP는 인터넷에서 IP를 대신해 오류 또는 제어 메세지를 제공하는 프로토콜로 ICMP 메세지는 목적지로 반드시 전송되어야 하므로 IP 데이터 그램으로 전송됨
4. ICMP 메세지는 유형 및 코드에 따라 서로 다른 형식을 가지고 있음
5. IGMP는 인터넷에서 동일한 그룹에 속한 호스트들에게 메세지를 전송할 수 있는 멀티캐스트를 위해 사용되는 프로토콜임
6. 멀티캐스트 그룹에 가입한 호스트의 프로세스만이 멀티캐스트 메세지를 수신할 수 있으며,
   각 프로세스는 멀티캐스트 그룹에 필요에 따라 언제든지 가입하거나 탈퇴할 수 있어
   멀티캐스트 그룹 내의 구성원은 동적으로 변함
7. DHCP는 IP 주소를 중앙에서 관리하고 개별 클라이언트들에게 **자동으로 IP 주소를 할당해 주는 프로토콜임
8. BOOTP(Bootstrap Protocol)는 디스크가 없는 호스트(Xterminal)에 대해 주소 및 설정 정보를 자동적으로 할당하고 관리하는 프로토콜
9. DHCP 네트워크는 DHCP 클라이언트, DHCP 서버, BOOTP/DHCP 중계 에이전트로 구성되어 있음

출처 : 방송통신대 강의 자료실 정보통신망 강의록