Lecture 4.8 ~ 4.10: Packet Forwarding and Internetworking

4-8 IP Errors with ICMP

 

Topic

- 포워딩 과정에서 문제가 생기면 어떻게 하는가?

 

 

Internet Control Message Protocol

- ICMP는 IP와 항상 같이 실행된다

- 에러 리포팅이나 테스트에 사용된다

 

 

ICMP Errors

- 이상을 감지한 라우터는 Source로 ICMP 리포트를 전송한다

 

 

ICMP Message Format

- ICMP data에는 기존 패킷에 대한 정보가 담겨있다

- IP Header에는 오류를 감지한 라우터에서 A로 가는 정보와 함께 ICMP 헤더가 있음을 알리는 Protocol = 1이 저장된다

 

 

Example ICMP Messages

 

 

Traceroute

- Time to live : 최대 홉 수, 라우터를 지날때마다 1씩 감소하며 0이되면 실패한다

         - 포워딩 loops를 방지할 수 있다

 

- TTL을 1, 2, 3, 4, .. 로 점점 늘려가면서 전송을 하면 경로에 해당하는 라우터 정보를 모두 알 수 있다

 

 

 

 

 

 

4-9 IP Version 6

 

Topic

 

The End of New IPv4 Addresses

 

IP Version 6 to the Rescue

 

IPv6

- 주소 값이 많이 커졌다

- 앞쪽의 0는 모두 제거한다

 

- Flow label : 같은 패킷인지 구분해주는 라벨

 

 

IPv6 Transition

- IPv4와 IPv6 간의 통신을 어떻게 해결할 것인가?

          - Dual stack : 둘 다 갖게해서 각각 소통하는 방식

          - Translators : 패킷 변경

          - Tunnels : IPv4를 통해 IPv6 전송

 

 

Tunneling

- IPv6 호스트와 IPv4 호스트간의 직접 통신은 못한다

- 단순히 IPv4 패킷안에 IPv6 패킷을 담아서 전달한다

 

 

 

 

 

 

4-10 Network Address Translation

 

Topic

 

 

Layering Review

- 라우터는 IP 헤더 이후의 정보는 살펴보지 않는다

 

 

Middleboxes

- IP 이상의 패킷에 대한 처리를 한다

 

deployment : 배치, 전개
vantage : 우월

 

 

NAT (Network Address Translation) Box

- 주소를 번역한다 (외부 네트워크와 내부 네트워크를 연결한다)

scarcity : 부족

 

- 집에서 쓰는 컴퓨터들은 모두 private IP 주소를 가진다

- NAT box는 해당 컴퓨터들이 통신을 할 때 ISP와 연결될 수 있는 public IP 주소를 제공한다

- 해당 컴퓨터들은 밖에서 볼때는 하나의 IP만 가진 하나의 컴퓨터로 보인다 (여러 포트를 가진)

 

 

How NAT Works

- 내부 주소, 외부 주소를 가진 거대한 테이블을 가진다

        - 정확하게는 IP 주소 + TCP 포트 번호

- 외부 주소는 1개다

 

- 내부에서 외부로 패킷이 전달될 때는 NAT이 Source IP와 port를 변경해준다

 

- 외부에서 내부로 패킷이 전달될 때는 NAT이 Destination IP와 port를 변경해준다

 

- 최초의 external 정보는 TCP 커넥션이 시작될 때 생성된다

- 외부 IP는 고정되었지만 포트 번호는 랜덤하게 결정된다

 

 

NAT Downsides

- 들어오는 패킷은 현재 진행중인 커넥션이 끝나야 전송받을 수 있다

- 클라이언트 접근 지원 미비 : 클라이언트 호스트가 공인 IP가 없으므로 네트워크 클라이언트로 정당하게 접근하는 것이 어려워 p2p 설정이 어렵다

- 커넥션이 없으면 잘 작동하지 않는다 (UDP)

- 특정 애플리케이션과의 호환성 문제 : IP 헤더 필드만을 수정하고, 데이터 영역은 수정하지 않음 (FTP)

downside : 단점

 

NAT Upsides

- 많은 공인 IP주소를 가질 필요가 없다

- 확장의 용이함 : 로컬 네트워크 장비는 사설 주소를 이용하고 공인 IP 주소를 필요로하지 않으므로 새 장비를 추가하는 것이 쉽다

- 로컬 통제력 강화 및 보안 강화