패킷과 라우팅

패킷

LAN을 넘어서 WAN에서 통신하려면 IP주소가 필요하다.

하지만 기존의 프레임은 IP주소를 나타내지 않았다.

여기서 필요한 것이 IP 패킷이다.

 

패킷도 프레임과 마찬가지로 목적지와 소스 주소(물론 IP 주소)가 있고, 보낼 데이터를 갖고 있다.

 

패킷의 자세한 구조는 다음과 같다.

 

프레임의 예시

프레임의 예시(feat. IP 패킷)

 

 

라우팅

1. LAN -> WAN : WAN에서는 Mac주소가 필요없으므로 프레임에서 패킷 부분만 전송하게 된다.

2. 라우터에서 라우터로 패킷이 전송되는 것을 라우팅이라 한다.

3. WAN -> LAN : LAN에서는 다시 Mac 주소가 필요하므로 패킷을 프레임으로 감싸주게 된다.

 

 

1. LAN -> WAN(라우터)

LAN에서의 통신을 배울 때 목적지 Mac 주소와 소스 Mac 주소를 가지고 있어야 프레임을 만들어 보낼 수 있었다.

하지만 LAN에서 라우터로 프레임을 보내고 싶을 때 우린 라우터의 Mac 주소를 모른다.

어떻게 통신하는 것일까?

우리는 대신 라우터의 IP주소를 알고 있다.

왜냐하면 라우터의 IP주소는 네트워크를 설정할 때부터 기기에 저장되기 때문.

그리고 IP 주소로 Mac 주소를 알 수 있는  ARP가 있다.

 

ARP(Address Resolution Protocol)

ARP는 프레임에 담아보내는 패킷의 일종이다.

하지만 라우터의 Mac 주소를 모르는데 어떻게 프레임을 보낼까?

Mac 주소를 물어보는 Request 때는 Operation을 1번, 목적지 Mac 주소를 00:00:00:00 으로 비워서 보낸다.

 

 

전체적인 과정은 다음과 같다. 이 과정은 라우터가 처음 연결됐을 때 한번만 진행하면된다.

소스 Mac, IP 주소 / 목적지 IP 주소, Mac 주소(00:00:00:00) / Operation 1 을 ARP 패킷에 담는다

라우터가 어디에 있는지 모르니 연결되어있는 모든 기기에 broadcast 방송한다.

라우터가 확인되었다면

ARP Reply 패킷을 만든다

원래 보냈던 기기에 ARP Reply 패킷이 전달된다

 

IP 주소와 Mac 주소에 대해 다시 한번 정리하고 가자.

• IP 주소 : 하드웨어 위치 정보
• Mac 주소 : 하드웨어 정보

 

2. WAN(라우터) -> WAN(라우터)

라우터간의 통신은 어떻게 이루어질까?

라우터에는 라우팅 테이블이 존재한다.

192.168.50.0 으로 보내고 싶다면 10.0.10.2 라우터로 보내라

 

이를 통해 라우터는 보내고 싶은 목적지 IP를 패킷으로부터 확인한 뒤 적절한 라우터로 보내는 것이다.

라우터에서 라우터로 패킷을 보낼 때에도 프레임이 필요하다.

패킷이 어디서 시작해서 어디서 끝나는지 알아야하기 때문.

 

라우터간의 통신에는 Ethernet Frame이 아닌 PPP Frame을 사용한다.

Mac 주소를 활용하지 않는다. 라우터간 다이렉트 소통하기 때문

 

라우터간의 통신 과정을 정리하면 다음과 같다.

1. 라우터가 PPP 프레임을 열고 IP 패킷을 확인한다.

2. IP 패킷에서 목적지를 확인한다.

3. 라우팅 테이블에서 찾는다.

4. 다음 라우터로 보낸다.

 

 

3. WAN(라우터) -> LAN

1. 라우터가 PPP 프레임을 열고 IP 패킷을 확인한다.

2. IP 패킷에서 목적지를 확인한다.

3. 라우팅 테이블에서 찾는다.

라우터가 아닌 로컬로 바로 연결되어 있다.

4. 목적지 Mac 주소를 모를 경우 ARP Request로 Mac 주소를 알아낸다.

5. 목적지 IP 주소에 해당하는 Mac 주소로 Ethernet 프레임을 보낸다.

 

 

**이 포스트는 크래프트맨 멘탈리티 채널의 네트워크 기초 무료 강의 | 새내기 개발자들을 위한 필수 가이드를 참고하여 작성했습니다