8.1 ARP 8.2 ARP 설계 8.3 RARP 8.4요약

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8.1 ARP

8.2 ARP 설계

8.3 RARP

8.4 요약

제 제 8 8 장 장 ARPARP 와 와 RARPRARP

인터넷에서 사용하는 주소인터넷에서 사용하는 주소

1. 논리 주소 (logical address) 호스트나 라우터가 사용하는 네트워크 레벨 주소 전세계적으로 유일한 주소 IP 주소 32 비트 길이

2. 물리 주소 (physical address) 로컬 네트워크에서 유효한 주소 로컬 주소 (local address)

로컬에서만 유일하면 됨 보통 하드웨어로 구현 호스트나 라우터내에 설치된 NIC 에 들어 있음

인터넷에서 사용하는 주소인터넷에서 사용하는 주소 (( 계속계속 ))

호스트나 라우터로 패킷을 전달하기 위해 논리 및 물리 주소가 모두 필요

논리 주소를 물리 주소로 변환 또는 그 반대가 필요

정적 또는 동적 변환 가능

정적 변환 (static mapping)논리 주소와 물리 주소 연관 테이블 생성

네트워크상의 각 시스템에 저장

필요시 테이블 검색

물리 주소가 변경될 경우 정적 테이블의 주기적인 갱신으로 인한 오버헤드

(NIC 변경 , 이동 컴퓨터의 네트워크 이동 등 )

동적 변환 (dynamic mapping)물리 주소와 논리 주소 쌍 중 하나만 알면

프로토콜을 이용하여 다른 하나를 알아냄

ARP : 논리 주소를 물리 주소로 변환

RARP : 물리 주소를 논리 주소로 변환

ARP(Address Resolution Protocol) RARP(Reverse Address Resolution

Protocol)

8.1 8.1 ARPARP

ARP 동작

ARP(ARP( 계속계속 ))

ARP 패킷 형식

Hardware type : 네트워크 유형 정의 ( 이더넷 : 1) Protocol type : 프로토콜 정의 (IPv4 : 080016)

Hardware length : 물리 주소의 바이트 단위 길이 Protocol length : 논리 주소의 바이트 단위 길이 Operation : 패킷 유형 -ARP 요청 (1), ARP 응답 (2) Sender hardware address : 송신자 물리 주소 Sender protocol address : 송신자 논리 주소 Target hardware address : 타겟 물리 주소 Target protocol address : 타겟 논리 주소

캡슐화 (Encapsulation)ARP 패킷의 캡슐화

ARP 패킷의 캡슐화 동작 과정

1. 송신자는 타겟 IP 주소를 알고있다

2. IP 가 ARP 에게 ARP 요청 메시지 생성 요청

( 송신자 물리 주소 , IP 주소 ; 타겟 IP 주소 , 물리 주소 (O))

3. 데이터링크층에 전달되면 발신지 주소는 송신자의 물리주소 ,

목적지 주소는 물리 브로드캐스트 주소로 하는 프레임에 캡슐화

4. 모든 호스트나 라우터가 프레임을 수신하여 자신의 ARP 에 전달

5. 타겟 시스템을 자신의 물리 주소를 포함한 ARP 응답 메시지 송신 ( 유니케스트 )

6. 송신자는 응답 메시지를 받고 타겟 시스템의 물리 주소를 알게 된다

7. IP 데이터그램은 프레임으로 캡슐화 되어 목적지에 유니캐스트

ARP 서비스가 사용되는 4 가지 경우1. 송신자가 호스트로서 같은 네트워크상에 다른

호스트에 패킷 전송 ( 논리주소는 목적지 IP 주소 )2. 송신자가 호스트이고 다른 네트워크상에 있는

다른 호스트에게 패킷 전송 ( 논리 주소는 라우터의 IP 주소 )

3. 송신자는 다른 네트워크상에 있는 호스트로 가는 데이터그램을 수신한 라우터 ( 논리 주소는 다음 홉 라우터의 IP 주소 )

4. 송신자는 같은 네트워크 상에 있는 호스트로 가는 데이터그램을 수시한 라우터 ( 논리 주소는 목적지 IP 주소 )

프록시 ARP 서브넷팅 효과를 만들기 위해 사용

8.2 8.2 ARP ARP 설계설계

구성 모듈캐쉬 테이블

출력 모듈

입력 모듈

캐쉬 제어 모듈

ARP ARP 설계설계 (( 계속계속 ))

캐쉬 테이블송신자가 같은 목적지에 여러 개의 IP 데이터그램을

보낼때 매번 ARP 프로토콜을 사용하는 것은 비 효율적

호스트나 라우터가 IP 데이터그램에 해당되는 물리 주소를 수신하면 캐쉬 테이블에 저장

그런 다음 같은 수신자로 보내지는 데이터그램에 사용

캐쉬 테이블의 엔트리 구성 상태 (State) : FREE, PENDING, RESOLVED

하드웨어 유형 (Hardware type) :

하드웨어 길이 (Hardware length) :

프로토콜 길이 (Protocol length) :

인터페이스 번호 (Interface number) :

큐 번호 (Queue number) :

시도 (Attempt) : ARP 요청 횟수 타임아웃 (Time-out) : 엔트리 수명 하드웨어 주소 (Hardware address) : 목적지 하드웨어 주소 프로토콜 주소 (Protocol address) : 목적지 IP 주소

출력 모듈Receive: an IP datagram from the processing module

1. Sleep until an IP packet is received from IP software.

2. Check the cache table to find an entry corresponding to this IP packet.

3. If(found)

1. If(the state is RESOLVED)

1. Extract the value of the hardware address from the entry.

2. Send the packet and the hardware address to data link

layer.

3. Return.

2. If(the state is PENDING)

1. Enqueue the packet to the corresponding queue.

2. Return.

4. If(not found)

1. Create a queue.

2. Enqueue the packet.

3. Create a cache entry with state set to PENDING and

ATTEMPTS set to 1.

4. Send an ARP request.

5. Return.

입력 모듈1. Sleep until an ARP packer(request or reply) arrives.

2. Check the cache table to find an entry corresponding to this ARP packet.

3. If(found)

1. Update the entry.

2. While the queue is not empty

1. Dequeue one packet.

2. Send the packet and the hardware address to data

1. Update the entry.

4. If(not found)

1. Create an entry.

2. Add the entry to the table.

5. If(the packet is a request)

1. Send an ARP relay

6. Return.

캐쉬 제어 모듈1. Sleep until the periodic timer matures.

2. For every entry in the cache table

1. If(the state is FREE)

1. Continue.

1. Increment the value of attempts by 1.

2. If(attempts greater than maximum)

1. Change the state to FREE.

2. Destroy the corresponding queue.

3. If(not)

1. Send an ARP request.

4. Continue.

1. Decrement the value of time-out by the value of elagsed

2. If(time-out less than or equal to zero)

3. Return.

ARP 예제캐쉬 테이블의 초기 값

State Queue Attempt Time-out Protocol Addr. Hardware Addr.

R 5 900 180.3.6.1 ACAE32457342

P 2 2 129.34.4.8

P 14 5 201.11.56.7

R 8 450 114.5.7.89 457342ACAE32

P 12 1 220.55.5.7

R 9 60 19.1.7.82 4573E3242ACA

P 18 3 118.11.8.71

예제 1ARP 출력 모듈은 IP 계층으로부터 목적지 주소가

114.5.7.89 인 IP 데이터그램을 수신

캐쉬 테이블 검사 결과 : RESOLVED 상태

하드웨어 주소 (457342ACAE32) 와 패킷을 데이터링크층에 전달

캐쉬 테이블에 변화 없음

예제 220 초 후 목적지 주소가 116.1.7.22 인 IP

데이터그램 수신캐쉬 테이블 검사 결과 엔트리가 없음새 엔트리를 테이블에 추가엔트리 상태 : PENDING, Attempt : 1

모듈은 목적지에 해당하는 큐 생성패킷을 큐에 넣고 데이터링크층을 통하여 ARP

요청을 목적지에 전달

예제 2 의 갱신된 테이블

ACAE32457342180.3.6.19005R

129.34.4.822P

201.11.56.7514P

188.11.8.71318P

19.1.7.82

116.1.7.22

220.55.5.7

114.5.7.89

Protocol Addr.

Attempt

4573E3242ACAP

457342ACAE32450R

Hardware Addr.Time-outState

예제 315 초 후 목적지 주소가 188.11.8.71 인 IP 수신

테이블 검사 , 주소가 있음을 확인

타켓 하드웨어 주소 E3457342ACA 삽입

큐 18 에 접근하여 큐에 있는 모든 패킷을 데이터링크층에 보낸다

예제 3 의 갱신된 캐쉬 테이블

R 5 900 180.3.6.1 ACAE32457342

P 2 2 129.34.4.8

P 14 5 201.11.56.7

R 8 450 114.5.7.89 457342ACAE32

P 12 1 220.55.5.7

P 23 1 116.1.7.82

R 9 60 19.1.7.82

R 18 900 118.11.8.71 E34573242ACA

예제 425 초 후 캐쉬 제어 모듈이 모든 엔트리 갱신해결된 4 개의 엔트리를 60 씩 감소타임아웃이 0 인 엔트리는 상태와 FREE

Attempt 값 1 씩 증가Attempt 필드 값이 최대값 보다 크게 되므로

상태는 FREE, 해당 큐를 없애고 원래의 발신지에 ICMP 를 보낸다

예제 4 의 갱신된 캐쉬 테이블

R 5 840 180.3.6.1 ACAE32457342

P 2 2 129.34.4.8

R 8 390 114.5.7.89 457342ACAE32

P 12 2 220.55.5.7

P 23 2 116.1.7.82

P 18 840 118.11.8.71 E34573242ACA

8.3 8.3 RARPRARP

물리 주소는 알고 있으나 논리 주소를 모를 때 사용

물리 주소는 NIC 로 부터 얻어진다

디스크가 없는 시스템 부팅시 이용

요청 장치는 RARP 클라이언트 프로그램 수행

응답 장치는 RARP 서버 프로그램 수행

RARP(RARP( 계속계속 ))

RARP 동작

패킷 형식

RARP 패킷의 캡슐화

RARP 외의 다른 해결책BOOTP(15 장 )

DHCP(15 장 )

8.4 8.4 요약요약

8.1 ARP 8.2 ARP 설계 8.3 RARP 8.4요약

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