링크계층 - 무선이동네트워크2

※kocw에서 제공하는 이석복 교수님의 컴퓨터네트워크 수업을 듣고 필기한 내용입니다.

출처를 따로 밝히지 않는 한 전부 해당 수업에서 제공한 자료들이며 제가 작성한 부분에 있어 틀린 부분이 있을 수도 있다는 점 양해바랍니다.

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IEEE 802.11 frame

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- 무선 인터넷은 free 주파수 대역을 사용함

- 거기서 채널을 나눠서 사용

- 다른 채널끼리는 충돌이 안남

- 같은 채널을 쓰는 AP끼리는 다른 AP여도 똑같이 CSMA/CA 방식으로 경쟁해서 데이터를 보냄

- 무선 인터넷 프레임의 헤더에는 address 필드가 4개나 있음(1개는 신경 X)

address1: 데이터를 받을 AP의 MAC 주소

address2: 데이터를 보내는 host의 MAC 주소

address3: 데이터를 받을 라우터의 MAC 주소

- AP는 한쪽은 무선(와이파이), 한쪽은 유선(이더넷) 데이터를 받을떄랑 전송할때랑 프레임 헤더가 바뀜

- AP는 링크 계층까지만 지원하는 기기(link layer device), host 입장에서 AP가 보이지만 라우터 입장에서는 AP가 보이지 않음(스위치 같은 개념)

- AP는 host의 프레임을 받아서 자기 자신 AP 주소(address1)를 빼고 dest 주소를 라우터의 주소(address3)으로, source 주소를 host의 주소(address2)로 설정 후 프레임을 전달함

- 왜 굳이 주소를 3개씩이나 해서 보낼까?
- address3이 없을 경우, AP는 링크 계층까지만 존재하기 때문에 해당 프레임을 열고 IP 패킷을 봐도 목적지 IP 주소로 가기 위해 보내야할 다음 라우터의 MAC 주소를 알수가 없음 그래서 어디로 보내야 할지 알지 못함

- address1이 없을 경우, AP 자체를 찾지 못함

- 그래서 무선 헤더에는 주소 3개가 다 있어야함

 

- 데이터를 받을 때도 이더넷 프레임을 와이파이 프레임으로 바꿔줘야됨

- 라우터가 source는 자기 자신, 목적지는 host 주소로 보내면, AP가 중간에 받아서

address1: 데이터를 받을 host의 MAC주소

address2: 데이터를 보내는 AP의 MAC주소

address3: 데이터를 보낸 라우터의 MAC주소

이렇게 프레임을 바꾼후 전송함

 

- 결국은 AP가 링크 계층까지만 존재해서 주소 하나를 더 추가해서 라우터의 정보를 담아 주는 것임

 

각각 주소 구하는 방법

- 보낼때 address2는 자기 자신이라 쉽게 알수 있음

- address1은 AP가 주기적으로 전송하는 비콘 메시지로 알수 있음

- address3는 DCHP를 통해 얻은 라우터의 IP 주소로 ARP 프로토콜을 사용해 구함

 

무선일때 DHCP 동작 과정

- 프레임에 AP, host, 브로드케스트를 담고 IP 패킷에는 sour는 비워두고 dest는 브로드케스트로 보냄

- dest는 브로드케스트, sour는 host인 이더넷 프레임으로 바꿔서 전달

- DCHP 포트가 열려있는 DHCP 서버만 받아서 다시 브로드케스트로 생성된 ip 주소 전달

- 이때 ip 패킷의 dest이 브로드케스트면 프레임의 desc도 브로드케스트임, MAC 주소를 아는 방법은 가지고 있는 ip 주소를 ARP 테이블에 매칭해서 알아내기 때문

- DCHP 포트가 열려있고, 르랜잭션 id 가 동일한 host만 받아서 ip 주소를 생성함

- 사실 DCHP 과정에서 AP의 ARP 테이블에 라우터의 MAC 주소가 등록되기 때문에 다시 또 ARP 리퀘스트를 보낼 필요는 없음

 

 

AP는 공유기인가?

- 큰 회사일 경우 하나의 라우터에 여러 AP를 연결해서 사용함

- 하지만 집에서 흔히 볼수있는 공유기는 AP 역할과 라우터 역할을 모두 담당함

- 지금까지는 하나의 라우터에 여러 AP를 연결한 경우를 살펴본 것임, 집에서는 AP와 라우터가 바로 붙어있어서 AP에서 라우터까지 전달되는 과정이 생략되었다고 보면 됨

 

 

- 인터넷 사용 중 이동을 해서 AP가 바뀔때

- TCP 커넥션은 본인 IP 주소, port, 목적지 IP 주소, port가 바뀌지 않으면 연결이 유지됨

- 다른건 바뀔리 없고 내 IP만 안바뀌면 연결 안끊김

- AP만 바꼈을 뿐 같은 서브넷 안에 있기 때문에 IP가 바뀌지 않음

 

- 라우터는 내가 이동을 하는줄 모름, 똑같이 sour에는 라우터 주소 dest에는 내 주소를 적어서 프레임을 보냄

- 스위치는 그 프레임을 받아서 스위치 테이블을 참고해서 데이터를 보냄, 이때 이 스위치 테이블만 바꿔주면 됨

- 이동을 해서 AP가 바뀔때 더미 프레임을 하나 보내서 나와 라우터 사이에 연결된 스위치들의 스위치 테이블 정보를 경신함