Ethernet / ARP

Ethernet frame structure

 

ethernet frame structure

MAC address   

 

   - ipAddress는 network layer에서 사용되는 주소 체제이고, link layer의 주소 체제는 MAC address이다.

 

   - MAC address는 제조회사 정보(24bit), 인터페이스 고유 번호(24bit)로 총 48비트로 구성되어있다.

 

   ** 이름 - hostname /  집 주소 - ipAddress /  주민번호 - MAC address

 

Address Resolution Protocol (ARP)

 

   - PC는 개인의 mac 주소만 알고 있는 상황에서 1:1 캐시 테이블을 이용해서 ipAddress로 MAC Address를 찾는다. 이런 과정을 ARP라고 하고, 반대로 MAC address로 IP를 찾는 방법을 reverse ARP라고 한다.

 

ARP

   - TTL 필드로 데이터가 일정 시간이 지나면 소멸된다.

 

A에서 라우터 X의 MAC 주소를 찾기 위해 arp 패킷을 브로드 캐스트하고, 나머지 호스트는 드롭한다.

 

   - 찾고자 하는 라우터의 IP address를 ARP에 입력하고 이 테이블을 arp 패킷으로 랜구간에 브로드 캐스팅한다. 

 

   - arp 패킷을 받은 랜구간의 모든 호스트들은 이를 분석하여 IP address가 동일한지 확인하여, 동일하다면 자신의 mac 주소를 테이블에 넣어 브로드캐스팅하고, 그렇지 않다면 드롭한다. 

 

Process

 

A to B process

   

1. DHCP로 router_x ip 주소 확인한다.

 

2. DNS로 목적지 ip 주소 확인한다.

 

3. router_x의 Mac address를 알기 위해 ARP request 패킷을 브로드캐스팅한다.

 

4. ARP request를 받은 호스트들은 data의 dst ip와 자신의 ip를 비교하여 일치하지 않는다면 ARP request를 버린다.

 

5. 일치하는 라우터(X)는 ARP response에 본인의 MAC 주소와 request를 송신한 호스트(A)의 ip주소를 담아 다시 브로드 캐스팅한다.

 

6. ARP response를 받은 호스트들은 data의 dst ip와 자신의 ip를 비교하고, 일치하는 A 호스트만 이를 수신하여 X의 MAC 주소를 얻는다.

 

7. X의 MAC 주소를 frame의 dst로 하여 frame을 전송한다.  

 

A에서 x 라우터로의 frame 구조

 

8. x에서 data를 분석하여 forwarding table 참조, 다음 라우터를 확인한다.

 

9. 다시 ARP를 이용하여 다음 라우터의 mac 주소를 확인하고 framing하여 전달한다.

 

Note