IPv4 프로토콜 #2

[Jangchanhi]

[단편화]

• Identification(식별자) 필드[16비트] : 발신지 호스트로부터 나온 데이터그램을 유일하게 식별함.
  식별자와 발신지 IP 주소의 조합은 데이터그램이 발신지 호스트를 떠날 때 유일하게 정의되어야 한다. 이런 유일성을 보장하기 위해 IP 프로토콜은 카운터를 사용하여 데이터 그램에 레이블을 붙인다. 이 카운터는 양의 정수 값으로 초기화한다. IP 프로토콜이 데이터그램 데이터 그램을 보낼 때 카운터의 현재 값을 식별자 필드에 복사하고 카운터 값을 1 증가시킨다. 카운터 값이 주기억 장치 내에 유지되는 한 유일성은 보장된다. 데이터 그램이 단편화 될 때 식별자 필드의 값은 모든 단편에 복사된다. 다시 말해서 모든 단편은 같은 식별자 값을 가지게 되며, 이 값은 원 데이터그램의 값과 같다. 식별자는 목적지에서 데이터 그램을 재조립하는데 도움이 된다. 같은 식별자 값을 가지는 모든 단편은 하나의 데이터그램으로 재조립되어야 한다.
  fragmented 되었을 때

• 플래그(flag) : 3비트의 필드이다. # 처음 비트는 사용X,

두 번째 비트는 Do not fragment 비트이다.

1. 이 플래그 값이 1이면 데이터그램을 단편화해서는 안된다. 단편화를 수행해야 하는데 이 비트가 설정되어 있어 네트워크를 통해 데이터그램을 전달 할 수 없으면 데이터 그램을 폐기하고 ICMP 오류 메시지를 발신지 호스트에 보냄.
2. 값이 0이면 필요한 경우 데이터그램은 단편화될 수 있다.

세 번째 비트의 이름은 more fragment 비트이다.

1. 이 값이 1이면 데이터그램은 마지막 단편이 아니라는 것을 알려줌
2. 이 값이 0이면 마지막 단편이거나 유일한 단편이다.

• MTU ( Maximum Transfer Unit) : 프레임의 형식에 정의된 필드 중의 하나는 데이터 필드의 최대 크기인 최대 전단 단위(MTU)이다. 즉 데이터 그램이 프레임 속에 캡슐화될 때 데이터 그램의 크기는 이 최대 크기보다 작아야 한다. 이 최대 크기는 네트워크 내에서 사용되는 하드웨어와 소프트웨어에 의해 주어지는 제한 조건에 의해 결정된다.
  

-> MTU 의 값은 물리 프로토콜마다 다르다.
ex) IP 프로토콜을 물리적 네트워크에 독립적으로 만들기 위해 IP 데이터그램의 최대 길이를 65,535바이트로 결정하였다. MTU가 이렇게 큰 프로토콜을 사용하면 패킷전달은 효율적이지만 작은 다른 네트워크에서는 데이터 그램을 나눠서 보내야 하는데 이걸 ‘단편화’라 한다.
=> 데이터그램 내의 데이터만 단편화된다.

• 데이터 그램이 단편화될 때 각 단편은 자신의 헤더를 가지는데 이 헤더 내의 대부분의 필드는 본래의 값과 같으나 일부 필드의 값은 변경된다. 단편화된 데이터그램이 더 작은 MTU 값을 갖는 네트워크를 지나게 되면 다시 단편화된다. 다시 말하자면 데이터그램은 최종 목적지에 도착하기 전에 여러 번 단편화 가능함
  

• 데이터 그램은 발신지 호스트나 경로 상의 어떤 라우터에 의해서도 단편화 될 수 있다. 각 단편은 독립된 데이터그램으로 데이터의 재조립은 최종 목적지 호스트에 의해서만 행해진다.

• 단편화된 데이터그램은 서로 다른 경로를 통해 전달될 수 있고, 단편화된 데이터그램이 어떠한 경로를 지날 것인지 제어하거나 보장할 수 없지만 같은 데이터 그램에 속하는 단편들은 모두 목적지 호스트에 도착하여야 한다.

• 그러므로 재조립은 최종 목적지에서 행해져야 한다. 전송 중 패킷의 재조립은 재조립으로 인해 발생하는 비효율성의 문제 때문이다.

• 데이터 그램이 단편화될 때 헤더에서 요구되는 부분들은 모든 단편에 복사되어야 된다. (옵션은 복사될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.) 데이터 그램을 단편화하는 호스트나 라우터는 다음 세 필드의 값을 변경하여야 한다.
  => 플래그, 단편화 옵셋, 전체 길이
  나머지 필드들은 반드시 복사되어야 한다. 물론, 검사합은 단편화에 관계없이 다시 계산되어야 한다.