13. Internet Engineering - Final Exam Review Questions

학습 목표

• 헷갈리기 쉬운 용어 쌍(포워딩/라우팅, 데이터/제어 평면, eBGP/iBGP 등) 구분
• 4장(데이터 평면)과 5장(제어 평면)의 핵심 용어를 설명만 보고 떠올리기
• 비교표로 링크 상태와 거리 벡터, OSPF와 BGP, 전통적 라우팅과 SDN 정리
• DHCP, NAT, BGP, OSPF, SDN, SNMP의 단골 문제 확인
• O/X 문제로 자주 틀리는 문장 점검
• 다익스트라와 벨만-포드 계산 절차 복습

개념 설명은 10. 데이터 평면, 11. 제어 평면, 12. 링크 계층과 무선에 있음. 이 글은 시험 직전에 훑어보기 위한 문제 모음

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헷갈리는 개념 구분

구분	의미
Forwarding	입력 포트 → 출력 포트로 패킷 전달 (라우터 하나, 지역적)
Routing	출발지 → 목적지까지 전체 경로 계산 (네트워크 전체, 전역적)
Data Plane	포워딩 수행
Control Plane	라우팅 수행

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A. 단답형

번호	문제	정답
1	패킷을 입력 포트에서 출력 포트로 옮기는 로컬 기능	Forwarding
2	출발지부터 목적지까지 전체 경로를 결정하는 기능	Routing
3	포워딩 테이블을 바탕으로 실제 패킷을 전달하는 평면	Data Plane
4	네트워크 전체 경로를 계산하는 평면	Control Plane
5	어떤 보장도 제공하지 않는 인터넷의 서비스 모델	Best Effort
6	헤더 값을 검사해서 동작을 정하는 개념	Match + Action
7	목적지 주소와 가장 길게 일치하는 프리픽스를 고르는 기법	Longest Prefix Matching
8	최장 프리픽스 매치를 빠르게 하는 메모리	TCAM
9	라우터 안에서 입력 링크와 출력 링크를 잇는 구조	Switching Fabric
10	큐 맨 앞 패킷이 뒤 패킷들을 막는 현상	HOL Blocking
11	버퍼가 가득 찼을 때 새로 온 패킷을 버리는 정책	Tail Drop
12	IP 주소를 동적으로 할당하는 프로토콜	DHCP
13	사설 IP를 공인 IP로 변환하는 기술	NAT
14	오류 보고와 ping에 쓰이는 프로토콜	ICMP
15	AS 내부 라우팅에 쓰이는 링크 상태 프로토콜	OSPF
16	AS 사이 라우팅 프로토콜	BGP
17	BGP의 라우팅 방식	Path Vector
18	다른 AS와 연결된 AS 경계 라우터	Gateway Router (OSPF 용어로는 Boundary Router)
19	같은 AS 안에서 외부 경로 정보를 전파하는 BGP	iBGP
20	다른 AS와 직접 경로 정보를 주고받는 BGP	eBGP

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B. 설명 → 용어

번호	설명	정답
21	모든 라우터가 전체 토폴로지를 공유하고 최단 경로를 계산	Link State
22	이웃과 거리 정보를 주고받으며 반복해서 최적 경로를 찾음	Distance Vector
23	중앙 컨트롤러가 포워딩 테이블을 계산해서 설치	SDN
24	AS들이 서로 목적지 도달 가능성을 광고	BGP
25	AS 내부 비용만 보고 가장 가까운 게이트웨이를 고름	Hot Potato Routing
26	BGP 피어가 TCP 연결로 주고받는 메시지	OPEN, UPDATE, KEEPALIVE, NOTIFICATION
27	OSPF에서 AS 전체(또는 영역)에 플러딩되는 정보	LSA (Link State Advertisement)
28	링크 상태 광고를 영역 안에서만 전파하는 OSPF 구조	Hierarchical OSPF

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C. 비교 문제

29. Link State vs Distance Vector

Link State	Distance Vector
전체 토폴로지를 앎	이웃 정보만 앎
다익스트라	벨만-포드
OSPF, IS-IS	RIP, EIGRP
모든 라우터에 플러딩, \(O(n^2)\) 계산	이웃끼리 교환, 수렴이 느릴 수 있고 무한 계수 문제

30. Data Plane vs Control Plane

Data Plane	Control Plane
Forwarding	Routing
지역적 기능	전역적 기능
실제 전달 (ns 단위, 하드웨어)	경로 계산 (ms 단위, 소프트웨어)

31. eBGP vs iBGP

eBGP	iBGP
다른 AS의 라우터와 연결	같은 AS의 라우터와 연결
이웃 AS로부터 도달 정보를 받음	받은 정보를 AS 안에 전파

32. OSPF vs BGP

OSPF	BGP
Intra-AS	Inter-AS
Link State	Path Vector
다익스트라, 성능(최소 비용) 중심	정책 중심
IP 위에 직접	TCP 위에서

33. 전통적 라우팅 vs SDN

전통적 라우팅	SDN
분산형	논리적 중앙 집중형
라우터마다 제어	컨트롤러가 제어

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D~I. 프로토콜별 단골 문제

번호	문제	정답
34	DHCP 과정	Discover → Offer → Request → ACK
35	DHCP Discover의 출발지 IP	0.0.0.0 (아직 주소가 없음)
36	DHCP Discover의 목적지 IP	255.255.255.255 (서버 주소를 모름)
37	NAT의 장점	공인 IP 절약, ISP를 바꿔도 내부 주소 유지, 내부 장치가 외부에 노출되지 않음
38	NAT의 단점	종단 간 원칙 위반, 계층 구조 위반(라우터가 포트 번호를 바꿈), 외부에서 내부 서버 접속이 어려움
39	BGP 경로 선택 순서	Local Preference → 짧은 AS-PATH → 가까운 NEXT-HOP(Hot Potato) → 기타
40	가장 중요한 BGP 선택 기준	Local Preference (정책)
41	AS-PATH	광고가 지나온(목적지까지 거쳐야 하는) AS 목록
42	NEXT-HOP	다음 AS로 가는 AS 내부 게이트웨이 라우터의 주소
43	OSPF가 쓰는 알고리즘	다익스트라
44	OSPF 방식	Link State
45	OSPF는 TCP/UDP를 쓰는가	쓰지 않음 (IP 위에 직접, 프로토콜 89)
46	LSA의 뜻	Link State Advertisement
47	SDN의 특징 4가지	플로우 기반 포워딩, 데이터/제어 평면 분리, 제어 기능이 스위치 바깥(컨트롤러)에 있음, 프로그래밍 가능한 제어 응용
48	SDN에서 제어 기능을 수행하는 것	SDN Controller (와 그 위의 제어 응용)
49	OpenFlow가 동작하는 위치	Controller ↔ Switch
50	플로우 엔트리를 추가, 삭제, 수정하는 메시지	modify-state
51	SNMP 통신 방식	Request/Response, Trap
52	예외 이벤트가 생기면 장치가 먼저 보내는 것	Trap
53	MIB의 뜻	Management Information Base

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J. O/X

번호	문장	정답	이유
54	인터넷은 순서 전달을 보장한다	X	best effort는 아무것도 보장하지 않음
55	OSPF는 Distance Vector 프로토콜이다	X	Link State
56	BGP는 TCP를 사용한다	O	포트 179의 반영구 TCP 연결
57	NAT는 IPv4 주소 부족 문제를 완화한다	O	공인 주소 하나를 여러 장치가 공유
58	SDN은 논리적으로 중앙 집중식 구조이다	O	물리적으로는 분산 시스템으로 구현될 수 있음
59	HOL Blocking은 출력 포트 큐에서만 발생한다	X	입력 포트 큐에서 발생
60	TCAM은 최장 프리픽스 매칭에 사용된다	O	내용으로 한 클록에 병렬 검색

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K. 계산 문제 절차

다익스트라 (61, 62번 대비)

• 사용처: Link State, OSPF
  1. 출발 노드를 N’에 넣고, 이웃의 비용 D(v)와 직전 노드 p(v)를 적음 (이웃이 아니면 ∞)
  2. N’에 없는 노드 중 D가 가장 작은 노드 w를 N’에 추가
  3. w의 이웃 v마다 D(v)를 \(\min(D(v),\ D(w) + c(w,v))\)로 갱신하고, 줄었으면 p(v) = w
  4. 모든 노드가 N’에 들어갈 때까지 2~3 반복

풀이 예시는 Chapter 5 문제풀이 P3

벨만-포드 (63, 64번 대비)

• 사용처: Distance Vector, RIP
• 식으로 쓰면 \(D_x(y) = \min_v \lbrace c(x,v) + D_v(y) \rbrace\)
• 의미: 이웃 v를 거쳐 y까지 가는 비용 중 최솟값. 이웃의 \(D_v(y)\)는 이웃까지의 링크 비용이 아니라 이웃이 알려 준 최소 비용

풀이 예시는 Chapter 5 문제풀이 P5, P7

링크 계층 (6장)

문제	정답
CRC의 목적은?	전송 중 생긴 오류를 검출하는 것 (정정은 못함)
ALOHA의 특징은?	채널을 확인하지 않고 바로 보내고, 충돌하면 확률 p로 재전송
CSMA의 핵심 아이디어는?	보내기 전에 채널 상태를 먼저 확인
CSMA/CD의 목적은?	충돌을 감지하면 즉시 전송을 멈춰 채널 낭비를 줄임
CSMA/CD가 해결하는 문제는?	충돌이 나도 프레임을 끝까지 보내 시간이 낭비되는 문제

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정리 노트에서 정정한 부분 정리

위치	원래	정정	이유
3번	라우팅 테이블을 기반으로 실제 패킷을 전달하는 플레인	포워딩 테이블을 기반으로	데이터 평면이 보는 것은 포워딩 테이블
29번	Link State는 빠른 수렴, Distance Vector는 느린 수렴	LS는 메시지와 계산 부담(\(O(n^2)\)), DV는 느린 수렴과 무한 계수	교재는 어느 한쪽이 항상 낫다고 하지 않음
42번	NEXT-HOP: 다음 홉 라우터	다음 AS로 가는 AS 내부 게이트웨이 라우터의 IP 주소	핫 포테이토에서 이 라우터까지의 AS 내부 비용을 비교함
CSMA/CD가 해결하는 문제	Collision(충돌) 문제를 해결	충돌 자체를 없애지는 못하고, 충돌로 인한 낭비를 줄임	CSMA/CD에서도 충돌은 생김

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최종 핵심 정리

1. 포워딩은 데이터 평면의 지역적 기능, 라우팅은 제어 평면의 전역적 기능
2. 인터넷은 best effort이고, HOL 차단은 입력 포트 큐, tail drop은 출력 버퍼의 드롭 정책
3. 최장 프리픽스 매치는 TCAM으로 빠르게 하고, match + action은 SDN과 OpenFlow의 바탕
4. DHCP는 Discover(0.0.0.0 → 255.255.255.255), Offer, Request, ACK의 4단계
5. Link State(OSPF, 다익스트라)와 Distance Vector(RIP, 벨만-포드)를 정보 범위와 알고리즘으로 구분
6. BGP는 TCP 위의 Path Vector이고 경로 선택은 Local Preference → AS-PATH → NEXT-HOP → 기타
7. OSPF는 IP 위에 직접 실려 LSA를 플러딩하고, 계층적 OSPF는 영역과 백본으로 나눔
8. SDN은 컨트롤러와 OpenFlow로, 네트워크 관리는 SNMP(요청/응답, Trap)와 MIB로 함

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End.