ch07 IP 프로토콜 / 연습문제 7장 (내가 직접 푼..)

 

 

 

노션에서 정리해서 옮겼는데 번호가 다 없어졌다..

귀찮으니 그냥 올리기 ㅎ

 

 

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네트워크 계층의 기본 기능은 송수신 호스트 사이의 패킷 전달 경로를 선택하는 (①)이다. 또한 네트워크의 특정 지역에 트래픽이 몰리는 현상을 다루는 (②)와 라우터 사이의 패킷 중개 과정에서 다루는 패킷의 (③)과 (④)도 계층 3에서 처리해야 한다.

⇒ 라우팅, 혼잡 제어, 분할, 병합

 

라우팅의 동작 방식은 두 종류로 나눌 수 있다. 송수신 호스트 사이에서 패킷 전송이 이루어지기 전에 경로 정보를 라우터에 미리 저장하여 중개하는 방식을 (①)이라 하고, 라우터에서 사용하는 경로 정보를 네트워크 상황에 따라 적절하게 변경하는 방식을 (②)이라 한다.

⇒ 정적 라우팅, 동적 라우팅

 

라우터 초기화 과정에서 가장 먼저 할 일은 주변 라우터의 경로 정보를 파악하는 것이다. 각 라우터는 주변에 연결된 라우터에 초기화를 위한 (①)패킷을 전송해 경로 정보를 얻는다. 라우터 사이의 전송 지연 시간을 측정하기 위해서는 (②) 패킷이 사용된다.

⇒ HELLO, ECHO

 

라우팅 정보 관리와 관련된 라우팅 처리 방법에는 크게 네 종류가 있는데, 패킷을 전송하는 호스트가 목적지 호스트까지 전달 경로를 스스로 결정하는 (①), 라우팅의 정보가 분산되는 방식인 (②), RCC라는 특별한 호스트를 사용해 전송 경로에 관한 모든 정보를 관리하는 (③), 전체 네트워크 구성을 계층 형태로 관리하는 (④) 방식 등이 존재한다.

⇒ 소스라우팅, 분산라우팅, 중앙라우팅, 계층라우팅

 

네트워크에 존재하는 전송 패킷 수가 많아질수록 네트워크 성능은 자연스럽게 감소한다. 이와 같은 성능 감소 현상이 급격하게 악화되는 현상을 (①)이라 하고, 이 문제를 해결하기 위한 방안을 (①)제어라 한다. 그에 비하여 (②)제어는 송신 호스트와 수신 호스트 사이의 논리적인 점대점 전송 속도를 다룬다.

⇒ 혼잡, 흐름

 

송신 호스트가 전송하는 패킷의 발생 빈도를 네트워크에서 예측할 수 있는 전송률로 조정해 네트워크 혼잡을 완화하는 기능을 (①)이라 하며, (②)알고리즘이 많이 사용된다.

⇒ 트래픽 성형, 리키 버킷

 

혼잡을 처리하는 방식 중 하나는 연결 설정 과정에서 사용하는 대역을 미리 할당받는 것이다. 이와 같은 (①)방식은 개별 연결이 예약한 전송대역을 해당 사용자가 이용하지 않더라도 다른 사용자가 이용하지 못한다는 단점이 있다.

⇒ 자원 예약

 

혼잡 문제를 해결하는 방안 중 하나는 (①)패킷을 사용하는 것이다. 라우터에서는 입력 선로로 새로 들어온 패킷을 주의 표시한 출력 선로로 라우팅 할 때 해당 패킷의 송신 호스트에는 (①)패킷을 전송하여 전송 패킷의 양을 줄이도록 권고해준다.

⇒ ECN (Explicit Congestion Notification)

 

네트워크에서 의미하는 거리 기준은 다양하지만, 라우팅과 관련해 가장 보편적으로 이용하는 기준은 전송 경로의 중간에 위치하는 라우터의 개수, 즉 (①)의 수로 판단하는 것이다.

⇒ 홉

 

내부 라우팅 프로토콜은 두 가지 방식, 즉 라우터가 자신과 직접 연결된 주변 라우터와 라우팅 정보를 교환하는 방식인 (①) 프로토콜, 라우터가 네트워크에 연결된 모든 라우터와 라우팅 정보를 교환하는 방식인 (②)프로토콜로 나뉜다. 이에 비하여 특정 라우터에서 어느 네트워크가 연결 가능한지에 대한 정보만을 제공하는 (③)프로토콜은 외부 라우팅 프로토콜이다.

⇒ 거리 벡터 라우팅, 링크 상태 라우팅, 경로 벡터

 

인터넷 환경에서 네트워크 계층의 데이터 전송 프로토콜로 이용되는 (①)는 호스트 주소 표기, 패킷 분할에 관한 기능을 지원하지만, 단대단 형식의 오류 제어나 흐름 제어는 제공하지 않는다.

⇒ IP

 

패킷 전송 과정에서 패킷이 올바른 목적지을 찾지 못하면 수신 호스트에 제대로 도착하지 않고, 네트워크 내부에서 떠돈다. 이런 현상을 방지하려고 IP 프로토콜은 헤더 내에 (①)필드를 사용한다.

⇒ TTL (Time to Live)

 

개별 호스트마다 고정된 IP 주소를 할당하지 않고, IP 주소 풀에서 자동으로 할당할 수도 있다. 이와 같은 (①) 기능을 활용하면 IP 주소를 시분할 방식으로 공유해서 사용하기 때문에 IP 주소 부족 문제를 일정 부분 해결할 수 있다.

⇒ DHCP

 

 

네트워크 계층의 주요 기능에 대한 설명으로 잘못된 것을 모두 고르시오.

① 네트워크의 구성 형태에 대한 정보는 라우팅 테이블이라는 기억 장소에 보관된다.

② 네트워크에 패킷 수가 과도하게 증가하는 현상을 혼잡이라 하고, 혼잡 현상을 예방하거나 제거하는 기능을 흐름 제어라 한다.

③ 전송 계층에서 보낸 데이터가 너무 크면 패킷을 여러 개로 작게 쪼개 전송해야 하는데, 네트워크 계층이 이와 같은 패킷의 분할과 병합을 다룬다.

④ 송수신 호스트 사이의 패킷 전달 경로를 선택하는 과정을 혼잡 제어이라 한다.

⑤ 혼잡이 발생하면 네트워크 전체의 전송 속도가 급격히 떨어지므로 혼잡이 발생하지 않도록 관리해야 한다.

 

⇒ 2,5

→ ② 네트워크에 패킷 수가 과도하게 증가하는 현상을 혼잡이라 하고, 혼잡 현상을 예방하거나 제거하는 기능을 혼잡 제어라 한다.

→ ④ 송수신 호스트 사이의 패킷 전달 경로를 선택하는 과정을 라우팅이라 한다.

 

 

라우팅과 관련된 설명으로 올바른 것을 모두 고르시오.

① 가상 회선 방식을 사용하는 연결형 서비스에서 송수신 호스트 사이의 경로 선택은 연결이 설정되는 시점에 한 번만 결정하고, 이후의 패킷은 이 경로를 따라 목적지까지 전달된다.

② 정적 라우팅 방식은 라우터에 보관된 경로 정보가 고정되어 변화된 정보를 갱신하기가 쉽지 않지만, 네트워크 내부의 혼잡도는 쉽게 반영할 수 있다.

③ 동적 라우팅은 현재의 네트워크 상황을 고려해 최적의 경로 정보를 선택할 수 있다.

④ 동적 라우팅 방식이 올바르게 동작하면 각 라우터가 주변 라우터의 존재 유무와 전송 지연 시간 등을 확인할 수 있어야 한다.

⑤ 임의의 라우터가 획득한 정보는 각 라우터에 통보하여 경로 정보를 공유해야 한다.

 

⇒ 1,3,4,5

→ ② 정적 라우팅 방식은 라우터에 보관된 경로 정보가 고정되어 변화된 정보를 갱신하기가 쉽지 않다.

 

 

 

라우팅 테이블에 대한 설명으로 올바른 것을 모두 고르시오.

① 라우팅 테이블은 패킷의 전송 과정에서 라우터들이 패킷의 적절한 경로를 쉽게 찾도록 하기 위한 가장 기본적인 도구이다.

② 라우팅 테이블에 포함되어야 하는 필수 정보는 (목적지 호스트, 다음 홉)의 조합 정보이다.

③ '목적지 호스트'에는 패킷의 다음 목적지가 되는 호스트의 주소 값을 지정한다.

④ '다음 홉'에는 목적지 호스트까지 패킷을 전달하기 위한 인접 경로를 지정한다.

⑤ 라우팅 테이블 정보는 네트워크에 연결된 모든 호스트에 존재하며, 호스트마다 관리하는 정보의 내용은 다르다.

 

⇒ 1,2,4,5

→ ③ '목적지 호스트'에는 패킷의 최종 목적지가 되는 호스트의 주소 값을 지정한다.

 

 

혼잡 제어에 대한 설명으로 잘못된 것을 모두 고르시오.

① 혼잡이 발생하는 원인은 다양한데, 기본적으로 네트워크의 처리 능력보다 과도하게 많은 패킷이 입력되면 발생한다.

② 전송 중인 패킷이 버려지면 송신 호스트는 타임아웃 동작을 통해 패킷을 재전송하여 혼잡의 정도를 감소시킬 수 있다.

③ 패킷의 전송 지연 시간이 송신 호스트가 설정한 타임아웃 시간보다 크면 재전송 과정이 감소되어 혼잡이 완화된다.

④ 수신 호스트에 도착할 가능성이 희박한 패킷의 생존 시간을 너무 작게 설정하면 타임아웃에 의한 재전송이 발생하여 혼잡이 증가될 수 있다.

⑤ 혼잡의 원인 중에는 트래픽이 특정 시간에 집중되는 버스트 현상이 기인하는 경우가 많다.

 

⇒ 2,3

→ ② 전송 중인 패킷이 버려지면 송신 호스트는 타임아웃 동작을 통해 패킷을 재전송하여 혼잡의 정도를 감소시킬 수 없다.

→ ③ 패킷의 전송 지연 시간이 송신 호스트가 설정한 타임아웃 시간보다 크면 재전송 과정이 증가하여 혼잡이 악화된다.

 

 

트래픽 성형에 대한 설명으로 올바른 것을 모두 고르시오.

① 송신 호스트는 미리 네트워크와 협상해 네트워크로 유입되는 패킷의 특성을 조율할 수 있다.

② 리키 버킷 알고리즘을 사용하면 송신 호스트로부터 입력되는 패킷이 시간대별로 일정하지 않아도 깔때기를 통과하면서 일정한 전송률로 변경된다.

③ 가상 회선 방식을 사용하는 서브넷에서 혼잡을 감지했을 때 이를 완화하는 가장 간단한 방법 중 하나는 혼잡이 사라질 때까지 연결 설정을 허락하지 않는 것이다.

④ 혼잡을 처리하는 또 다른 방식은 호스트와 서브넷이 가상 회선 연결 과정에서 협상을 통하여 사용하는 대역을 할당받는 것이다.

⑤ 자원 예약 방식은 혼잡 문제를 해소하고 통신 자원의 낭비를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

 

⇒ 1,2,3,4

→ ⑤ 자원 예약 방식은 개별 연결이 예약한 전송 대역을 해당 사용자가 이용하지 않더라도 다른 사용자가 이용하지 못 한다는 점이다. 그래서 통신 자원을 낭비할 염려가 있다.

 

 

 

라우팅 알고리즘에 대한 설명으로 올바른 것을 모두 고르시오.

① 최단 경로 라우팅 방식에서는 패킷이 목적지까지 도달하는 과정을 거치는 라우터 수가 최소화되도록 경로를 선택한다.

② 플러딩은 라우터가 자신에게 입력된 패킷을 최적의 경로로 중개하는 방식이다.

③ 거리 벡터 라우팅 프로토콜은 라우터가 자신과 직접 연결된 주변 라우터와 라우팅 정보를 교환하는 방식이다.

④ 링크 상태 라우팅 프로토콜은 주변 라우터까지의 거리 정보를 구한 후 이를 네트워크에 연결된 모든 라우터에 통보한다.

⑤ 내부 라우팅 프로토콜인 경로 벡터 프로토콜은 단순히 해당 라우터에서 어느 네트워크가 연결 가능한지에 대한 정보만 제공합니다.

 

⇒ 1,3,4

→ ② 플러딩은 라우터가 자신에게 입력된 패킷을 출력 가능한 모든 경로로 중개하는 방식이다.

→ ⑤ 경로 벡터 프로토콜은 외부 라우팅 프로토콜이다.

 

 

거리 벡터 프로토콜에 대한 설명으로 잘못된 것을 모두 고르시오.

① 라우터가 자신과 직접 연결된 주변 라우터와 라우팅 정보를 교환한다.

② 교환되는 정보는 각가의 라우터에서 전체 네트워크에 속하는 개별 네트워크까지 패킷을 전송하는 데 걸리는 거리 정보이다.

③ RIP 프로토콜은 거리 벡터 방식을 사용하는 외부 라우팅 프로토콜의 하나이다.

④ RIP 프로토콜은 대규모 네트워크 환경에 적합하며, 가장 많이 사용되는 라우팅 프로토콜 중 하나이다.

⑤ RIP 프로토콜은 라우터 사이에서 링크 벡터, 거리 벡터, 다음 홉 벡터 등의 정보를 교환하기 위한 패킷 헤더 구조를 지원한다.

 

⇒ 3,4

→ ③ RIP 프로토콜은 거리 벡터 방식을 사용하는 내부 라우팅 프로토콜의 하나이다.

→ ④ RIP 프로토콜은 소규모 네트워크 환경에 적합하며, 가장 많이 사용되는 라우팅 프로토콜 중 하나이다.

 

 

IP 프로토콜의 특징 중에서 올바른 것을 모두 고르시오.

① 비연결형 서비스를 제공한다.

② 패킷을 분할/병합하는 기능을 수행하기도 한다

③ 오류 제어를 위하여 헤더 체크섬뿐 아니라, 데이터 체크섬도 제공한다.

④ Best Effort 원칙에 따른 전송 기능을 제공하기 때문에 물리적인 전송 오류를 100% 복구해준다.

⑤ IP 프로토콜에서 제공하지 않는 전송오류는 상위 계층에서 해결해야 한다.

 

⇒ 1,2,5

→ ③ 데이터 체크섬은 제공하지 않고, 오류 제어를 위하여 헤더 체크섬을 제공한다.

→ ④ Best Effort 원칙 : 수신 호스트에게 전송 100% 보장하지 않는다.

 

5→ 수신호스트에게 100% 도착하는 것을 보장하지 않기 때문에 IP프로토콜에서 제공하지 않는 전송 오류 문제를 상위 계층에서 고려해야 한다.

 

 

IP 프로토콜의 헤더 구조에서 패킷 분할과 관련된 필드에 대한 설명으로 잘못된 것을 모두 고르시오.

① 상위 계층에서 내려온 전송 데이터가 패킷 하나로 전송하기에 너무 크면 분할해 전송해야 한다.

② Identification 필드는 송신 호스트가 지정하는 패킷 구분자로, 분할된 패킷에 순차적인(동일한)번호를 부여함으로써 수신 호스트가 다시 병합할 수 있도록 해준다.

③ 분할 패킷 중 마지막 패킷은 MF 비트를 0으로 지정하여 더 이상 분할 패킷이 없음을 표시한다.

④ 분할 패킷의 내용이 원래의 분할 전 데이터에서 어디에 위치하는지는 Fragment Offset값으로 판단할 수 있다.

⑤ 분할된 패킷들은 일정한 크기로 나뉘므로 모두 동일한 크기를 갖는다.

 

⇒ 2,5

→ ② Identification 필드는 송신 호스트가 지정하는 패킷 구분자로, 분할된 패킷에 고유 번호를 부여함으로써 수신 호스트가 다시 병합할 수 있도록 해준다.

→ ⑤ 분할된 패킷들 중 마지맛 패킷의 크기는 다르다.

 

 

IP 프로토콜의 패킷 분할과 관련된 설명으로 잘못된 것을 모두 고르시오.

① 다양한 유형의 네트워크를 통해 패킷을 중개하려면 IP 프로토콜이 패킷을 각 네트워크에서 처리하기 편한 크기로 분할해야 한다.

② IP 프로토콜의 분할 기능은 전송 경로에 위치한 라우터에 의해 수행된다.

③ 패킷 분할을 위하여 IP 프로토콜 헤더에는 Identification, MF, Fragment Offset, DF 등의 필드가 제공된다.

④ 상위 계층에서 내려온 데이터를 계층 2의 프레임 틀에 담을 수 있도록 IP 프로토콜에서 분할 과정을 거친 후에 전송하고, 수신 측에서도 동일한 방식으로 분할 작업을 해야한다.

⑤ 라우터의 좌우에 연결된 LAN은 서로 다를 수 있기 때문에 계층 2의 프레임 크기가 프로토콜 마다 다를 수 있다.

 

⇒ 4

→ ④ 상위 계층에서 내려온 데이터를 계층 2의 프레임 틀에 담을 수 있도록 IP 프로토콜에서 분할 과정을 거친 후에 전송하고, 수신 측에서도 동일한 방식으로 병합 작업을 해야한다.

 

 

DHCP 프로토콜에 대한 설명으로 올바른 것을 모두 고르시오.

① 자동으로 할당 가능한 IP 주소는 DHCP 서버가 관리하는 풀에 저장되어 관리한다.

② IP 주소를 원하는 클라이언트는 DHCP 서버에 요청 메시지를 전송하고, 서버는 이에 대한 응답 메시지를 회신한다.

③ IP 주소를 원하는 클라이언트가 DHCP 서버를 찾기 위해 전송하는 메시지는 DHCP_DISCOVER이다.

④ DHCP_OFFER 메시지는 DHCP_DISCOVER에 대한 응답 메시지이다.

⑤ DHCP_REQUEST 메시지는 권고된 IP 주소를 사용한다고 알려주는 목적으로 사용한다.

 

⇒ 1,2,3,4,5

 

 

네트워크 계층의 기능을 설명하시오.

송수신 호스트 사이의 패킷 전달 경로를 선택하는 라우팅 기능

네트워크의 특정 지역에 트래픽이 몰리는 현상을 다루는 혼잡 제어 기능

라우터 사이의 패킷 중재 과정에서 다루는 패킷의 분할과 병합 기능

 

 

라우팅 프로토콜에서 지원하는 HELLO 패킷과 ECHO 패킷의 역할을 설명하시오.

HELLO 패킷 - 이웃에 연결된 라우터 초기화를 위한 패킷

ECHO 패킷 - 라우터 사이의 전송 지연 시간을 측정하기 위한 패킷

 

 

혼잡 제어와 흐름 제어의 차이를 설명하시오.

흐름제어는 송신 호스트와 수신 호스트 사이의 논리적인 점대점 전송 속도를 다루는 반면, 혼잡 제어는 더 넓은 관점에서 호스트와 라우터를 포함한 서브넷에서 네트워크의 전송 능력 문제를 다룬다.

 

 

혼잡의 원인을 설명하시오.

기본적으로 네트워크의 처리 능력보다 과도하게 많은 패킷이 입력되면 발생한다.

주요인은 전송 시간 초과에 의한 타임아웃 기능을 통해 패킷이 재전송 되는 것이다. 부가적으로는 응답 알고리즘, 라우팅 알고리즘도 혼잡의 원인이 되기도 한다.

 

 

트래픽 성형을 설명하시오.

혼잡은 트래픽이 특정 시간에 집중되는 버스트 현상에서 기인하는 경우가 많다. 그래서 송신 호스트가 전송하는 패킷의 발생 빈도가 네트워크에서 예측할 수 있는 전송률로 이루어지게 하는 기능이 필요한데 이를 트래픽 성형이라 한다.

 

 

혼잡 제거를 위한 ECN 패킷의 원리를 설명하시오.

라우터는 트래픽의 양을 모니터링 할 수 있는데 출력 선로의 사용 정도가 한계치를 초과하면 주의 표시를 해둔다. 그 후 혼잡 지역에 위치한 라우터는 입력 선로로 들어온 패킷이 주의 표시된 출력 선로로 라우팅 되는 경우에 패킷의 송신 호스트에 ECN 패킷을 전송한다. ECN패킷을 수신한 송신 호스트는 데이터 패킷이 전송되는 경로에서 혼잡이 발생할 가능성이 있음을 인지하여 전송 패킷의 양을 줄인다.

 

 

거리 벡터 라우팅 프로토콜을 링크 벡터, 거리 벡터, 다음 홉 벡터 정보를 중심으로 설명하시오.

거리 벡터 라우팅 프로토콜은 라우터가 자신과 직접 연결된 이웃 라우터와 라우팅 정보를 교환하는 방식이다.

링크 벡터: 이웃 네트워크에 대한 연결 정보

거리 벡터: 개별 네트워크까지의 거리 정보

다음 홉 벡터: 개별 네트워크로 가기 위한 다음 홉 정보

거리 벡터 라우팅 프로토콜은 라우터가 자신과 직접 연결된 이웃 라우터와 라우팅 정보를 교환하는 방식이다. 정보를 교환하는 라우터는 거리 벡터 프로토콜을 사용하는 호스트나 라우터들이다. 교환 정보는 각각의 라우터에서 전체 네트워크에 속하는 개별 네트워크까지 패킷을 전송하는데 걸리는 거리 정보이다.

 

 

링크 상태 라우팅 프로토콜을 거리 벡터 라우팅 프로토콜과의 차이를 중심으로 설명하시오.

거리 벡터 라우팅 프로토콜은 직접 연결된 라우터 간에 라우팅 정보를 교환하는 방식이지만, 링크 상태 라우팅 프로토콜은 개별 라우터가 주변 라우터까지의 거리 정보를 구한 후 이를 네트워크에 연결된 모든 라우터에게 통보하는 라우팅 프로토콜이다.

 

 

IP 프로토콜의 헤더를 그리고, 각 필드의 역할을 설명하시오.

1)Version Number : IP 프로토콜의 버전 번호

2)Header Length : 헤더 길이를 32비트 워드 단위로 표시

3)Packet Length : IP 헤더를 포함하여 패킷의 전체 길이를 표시

4)Time To Live : 네트워크에 생존 할 수 있는 시간을 지정

5)Transport Protocol : IP 패킷을 생성하도록 IP 프로토콜에게 데이터 전송을 요구한 전송 계층의 프로토콜을 가리킴

6)Header Checksum : 오류 검출

7)Options : 네트워크 관리나 보안처럼 특수 용도

8)Padding : 필드 조정

9)Service Type 필드는 IP 프로토콜이 사용자에게 제공하는 서비스의 품질에 관련된 내용을 표현한다.

10)Identification : 송신 호스트가 지정하는 패킷 구분자 기능을 수행한다.

11)DF : 패킷이 분할되지 않도록 한다.

12)MF : 분할된 패킷을 전송할 때는 여러 개의 분할 패킷이 연속해서 전송되므로 MF 필드 값을 1로 지정하여, 분할 패킷이 뒤에 계속 발생됨을 표시해주어야 한다.

13)Fragment Offset : 패킷 분할이 이루어지면 12비트의 Fragment Offset 필드를 사용한다.

14)Source Address : 송신 호스트 주소

15)Destimation Address : 수신 호스트 주소

 

 

IP 주소 클래스를 설명하시오.

IP 주소 체계는 크게 네 종류다. 클래스 A, B, C는 유니캐스팅에서 이용하고, 클래스 D는 멀티캐스팅에서 사용한다. 클래스 E는 향후의 새로운 응용환경을 위하여 잠정적으로 예약된 클래스이다.

 클래스 A, B, C는 주소를 network와 host 필드로 구분해 관리함으로써, 클래스별로 네트워크 크기에 따라 주소 관리를 다르게 한다.

 

 

IP 프로토콜이 패킷을 분할하는 이유를 설명하고, 분할 방법을 예를 들어 설명하시오.

다양한 유형의 네트워크를 통해 패킷을 중개하려면, IP 프로토콜이 패킷을 각 네트워크에서 처리하기 편한 크기로 분할해야 한다.