[컴퓨터 네트워크] 4. Network Layer Services

 

이번 글에서는

Network Layer(Layer 3)를 기준으로 source, router, desination에서

어떤 과정이 진행되는가를 알아보고,

그 외 여러 가지 서비스를 간단하게 알아본다.

 

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Source에서 Destination까지 흐름도

 

Source Node에서 일어나는 일

(1) Upper Layer(L4)에서 UDP 혹은 TCP의 패킷이 내려올 것이다. 이는 Protocol ID로 구분한다.

(2) Network Layer(L3)에서는 먼저 user datagram이나 segment를 data part로,

다른 파라미터들은 Header part로 보내면서 (IP) Datagram을 만들어낸다.

(3) 다음으로 나가야 하는 논리 주소를 Routing Table에서 찾는다.

Routing Table에서는 datagram과 next-hop의 인터페이스 주소를 같이 보낸다.

(4) 다음 물리 주소도 찾는다. ARP가 도와준다.

(5) 패킷의 크기가 MTU를 초과한다면 쪼갠다.(Fragment) 쪼갠 패킷에는 각각 헤더와 데이터가 있다.

(6) 이후 Data link Layer(Layer 2)에 패킷을 보낸다.

 

* MTU : 하나의 Physical Network가 보낼 수 있는 패킷의 최대 크기

* MTU는 인터페이스(Link)별로 MTU Table에 기록되어 있다.

Network Layer에서 발생하는 과정 in Source Node

 

 

Router에서 일어나는 일

(1) 라우터에서는 먼저 들어온 데이터그램이 유효한지 체크하고, 그렇지 않다면 버린다.

버릴 때는 ICMP와 함께 Sender Node에 오류보고를 한다.

(2) 혹시 목적지가 나(라우터)인지 체크한다.

(3) 그 이후에는 next-hop logical address를 찾는 것부터 Source Node의 Network Layer가 하는 일과 똑같다.

 

라우터에서 일어나는 과정

 

Destination Node에서 일어나는 일

(1) 유효한 Datagram이 아니면 ICMP와 함께 sender node에게 오류 보고를 하며, 패킷은 버린다.

(2) 패킷이 Fragment되지 않았으면 상위 Layer로 패킷을 올려준다.

(3) 만약 패킷이 Fragment되었으면, Buffer에다가 도착한 패킷의 Data를 순차적으로 저장한다.

나머지 패킷들이 들어올 때마다 Depacketize후에 buffer에 데이터를 저장한다.

(4) 모든 데이터가 들어왔는지 체크한 후, 데이터를 reassemble한 다음에 상위 Layer로 데이터를 보낸다.

(5) 데이터에는 Source Address, Source Port, Protocol(TCP, UDP 여부)이 parameter로 같이 올라간다.

 

Destination Node에서 일어나는 과정

 

 

 

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그 외 서비스들

(1) 오류제어

 Layer 3의 헤더에는 HEC(Header 오류 탐지코드)가 포함되어 있다. 헤더에서의 Bit 오류를 탐지하는 역할을 하며, data 오류는 탐지하지 않는다.

 

(2) 흐름제어 (Flow control) : IP에서는 하지 않고, Layer 4의 TCP가 담당

 논리 혹은 물리네트워크 상에서, 빠른 sender와 느린 Receiver가 존재할 때, receiver측의 buffer가 넘치면 buffer overflow가 발생하는데, 이를 flow problem이라 한다. (packet loss도 발생한다.) 이를 해결하기 위해 flow control을 한다.

ex) receiver가 sender에게 stop 신호를 보내는 등

 

(3) 혼잡제어 (congestion control) : IP에서는 하지 않고, Layer 4의 TCP가 담당

 네트워크는 하나의 도로 시스템과 같다. 즉, 갑자기 패킷들이 여러 Soruce로부터 많이 들어오게 된다면 Router에서 buffer overflow가 발생할 수 있다. (+packet loss) 이를 위해 네트워크에 들어오는 패킷의 양을 제어하는 등의 혼잡 제어를 한다.

 

(4) Routing Control

 Routing Table을 유지보수하는 등의 역할을 맡는 서비스이다.

 

(5) Security

Layer 3에서는 Sender IP를 거짓으로 위장하는 네트워크 공격인 IP Spoofing을 방지하기 위한 보안 서비스를 제공한다.