요약

  • RFC 925은 대상이 다른 LAN 뒤에 있더라도 호스트가 해당 주소를 계속 로컬로 취급할 수 있도록 제안했다. BOX는 평범한 ARP 요청에 자신의 하드웨어 주소로 응답한 뒤, 숨겨진 대상을 향한 전달을 담당하는 에이전트가 되었다.
  • 이 편의는 작업을 없앤 것이 아니라 옮긴 것이다. 여러 케이블을 하나의 네트워크처럼 보이게 하는 대가로 LAN별 캐시, 미해결 검색 목록, 재시도, 타임아웃 순서, TTL 감소, 루프 억제가 요구되었다.
  • RFC 950은 경쟁하는 선택을 기록했다. 브로드캐스트와 학습된 프록시 매핑을 통해 숨겨진 위치를 다시 찾는 대신, 서브넷 경계를 구현체에 노출하여 더 단순한 라우팅을 얻는 방식이었다. 어느 문서도 보편적 채택이나 보편적 승자를 증명하지 않는다.

목적지 이름을 대지 않은 응답

자신이 속한 네트워크에 있다고 믿는 주소로 IP 데이터그램을 보내려는 장치를 상상해 보라. 이더넷에서는 목적지 하드웨어 주소를 알기 전까지 데이터그램을 케이블에 실을 수 없다. 평범한RFC 826ARP에서는 질문을 브로드캐스트한다. 요청된 프로토콜 주소의 소유자가 자신의 하드웨어 주소로 직접 응답하고, 요청자는 그 매핑을 기록하여 다음 패킷을 보낼 수 있다.

이 논리는 조용히 한 가지를 가정한다. 즉, 로컬 브로드캐스트 도메인과 관련 IP 네트워크가 소유자가 질문을 들을 수 있을 만큼 충분히 겹친다는 것이다. 여러 LAN을 가진 성장하는 사이트는 이 가정을 설계 선택으로 바꾼다. 케이블마다 별도의 인터넷 네트워크 번호를 얻을 수도 있고, 하나의 네트워크 호스트 부분을 명시적 서브넷으로 나눌 수도 있다. 아니면 주소를 시각적으로 나누지 않은 채, 별도 케이블을 중개자 뒤로 사라지게 만들 수도 있다.

RFC 917은 1984년 이 대안들을 정리했다. 케이블마다 고유 번호를 부여하면 사이트가 특별한 로컬 착시를 만들 필요는 없지만, 내부 연결성을 원격 네트워크에는 별 가치가 없는 더 넓은 라우팅 테이블에 공개하게 된다. 명시적 서브넷은 하나의 네트워크 번호를 유지하면서 주소의 일부가 '로컬 어느 LAN인가'를 뜻하게 한다. 투명 서브넷은 다른 시도를 했다. 사이트가 여러 케이블을 담고 있더라도 호스트의 '하나의 네트워크'라는 인식을 유지하는 것이다.

RFC 925는 그 시도를 구체화했다. 그 중개자는 의도적으로 BOX라 불리며, 평범한 호스트처럼 둘 이상의 LAN에 연결된다. 호스트에게 새 주소 형식이나 새 발견 프로토콜을 가르치지 않는다. 호스트는 평범한 ARP 요청을 브로드캐스트하고, BOX가 귀를 기울인다.

결정적인 순간은 BOX가 요구된 IP 주소가 자신이 연결된 다른 LAN에 속함을 이미 알고 있을 때 온다. BOX는 첫 번째 LAN에 대상의 하드웨어 주소를 반복하지 않는다. 그 주소는 그 LAN에서 쓸모가 없기 때문이다. 대신 요청한 LAN에서자기 자신의하드웨어 주소로 응답한다. 호스트는 그리하여 IP 데이터그램을 BOX로 보낸다. BOX는 좁지만 결과가 큰 말을 한 것이다. 이 로컬 송신자에 대해서는, 내가 그 원격 호스트를 향한 다음 전달 단계를 맡겠다는 것이다.

이것은 정체성이 아니다. BOX는 자신이 목적지이거나, 그 프로토콜 주소를 소유하거나, 전체 인터넷의 지도를 갖고 있다고 주장하지 않는다. 요청자의 로컬 문제가 만들어낸 경계가 있는 실행자 역할을 수락하는 것이다. 이 주장들을 혼동하면 캐시 항목이 실제 교환에 담긴 것보다 더 많은 권위를 지니게 된다.

세 가지 결과, 세 가지 지식

RFC 925은 BOX의 ARP 처리를 세 가지 경우로 나눈다. 요청이 들어온 것과 같은 LAN에 매핑이 캐시되어 있으면 BOX는 침묵하고 목적지가 응답하게 둔다. 매핑이 다른 LAN에 캐시되어 있으면 BOX는 자신의 하드웨어 주소를 에이전트로 제공한다. 어느 캐시에도 매핑이 없으면 BOX는 검색해야 한다.

마지막 경우가 '투명'의 비용을 보여준다. BOX는 검색 목록에 요구된 인터넷 주소, 수신 인터페이스, 원 출발지 정보를 기록한다. 그다음 다른 인터페이스들에 ARP 요청을 내보낸다. 응답이 오면 관련 캐시를 채우고 검색 항목을 제거하며, 로컬 관찰자로서든 에이전트로서든 원 요청자에게 답할 수 있다. 응답이 없다고 해서 깨끗한 부정 답이 되는 것은 아니다. ARP에는 부정 응답이 없으므로, BOX는 시간이 흘러야만 검색 실패를 알게 된다.

검색 목록은 두 가지 역할을 동시에 한다. 나중의 응답을 원래 질문에 연결할 만큼의 기억을 BOX에 제공하고, 알 수 없는 주소가 연결된 LAN의 루프 안에서 영원히 중계되는 것을 막는다. 해당 주소에 대한 요청이 이미 목록에 있으면 다른 BOX는 전파를 멈춘다. 그 결과 죽어 있던 호스트는 그 항목이 만료될 때까지 다른 LAN에서는 접근 불가 상태로 남을 수 있다. 토폴로지를 숨기는 그 장치 자체가, 과거의 침묵이 미래의 검색을 얼마나 오래 지배할지를 결정해야 한다.

RFC 925는 세 개의 타이머를 명명한다.T1은 호스트 자신의 ARP 시도를 제한하고,T2는 BOX의 미해결 검색 수명 또는 반복 간격이며,T3는 캐시 수명이다. 제안은T1 < T2 < T3을 요구하며, 예시적(보편적이지 않은) 값까지 제시한다. 중요한 것은 순서이다. BOX는 원래 호스트 재시도 루프가 끝날 수 있기 전에 미해결 검색을 잊어서는 안 되고, 발견된 매핑에 대한 지식은 그 매핑을 찾은 검색보다 의도적으로 더 오래 산다.

그러나 오래 산 항목이 더 참인 것은 아니다. RFC 925는 사용 빈도가 정확성과 필연적 관계가 없음을 명시적으로 경고한다. 매핑이 사용될 때마다 캐시 타이머를 재설정하면, 만료 직전에 요청이 들어올 때마다 낡은 정보가 무한히 살아남을 수 있다. 낡은 매핑은 일정 기간 통신을 막을 수 있다. 캐시는 호스트가 어디에 있는지에 대한 영구 사실이 아니라, 최근 수락된 운영 가설을 보고하는 것이다.

브리지가 라우터 의무를 떠안았다

'브리지'라는 단어는 BOX를 수동적으로 들리게 할 수 있다. 그러나 기술된 BOX의 일은 수동적이지 않다. 일반 IP 데이터그램에 대해 RFC 925는 BOX가 Time-To-Live를 감소시키고 IP 헤더 체크섬을 갱신하며, TTL이 0이 된 데이터그램은 폐기한다고 규정한다. ARP 검색은 검색 목록 안에 별도의 루프 경계를 갖는다. 브로드캐스트 전달에는 또 다른 최근 브로드캐스트 목록이 있다.

이 별도 제어들이 중요한 이유는 대상이 다르기 때문이다. 데이터그램은 홉 한도를 담을 수 있다. ARP 질의에는 부정 결과도 보편적 순회 예산도 따라오지 않으므로, RFC 925는 기억된 검색 상태와 타임아웃을 제공한다. 네트워크 전체 브로드캐스트에는 BOX가 최근 사본을 인식할 수 있도록 출발지 주소와 IP Identification 필드로 만든 식별자가 필요하다. 하나의 메커니즘이 세 가지 모두에 대한 증명이 될 수는 없다.

제안은 또한 루프된 멀티 LAN 환경에서 첫 응답이 최적 경로일 '가능성'에 불과할 수 있음을 인정한다. 호스트가 첫 기록된 매핑을 나중 응답으로 교체하지 말 것을 제안한다. 이것은 실용적 선택 규칙이지, 첫 응답자가 최적이거나 영구히 도달 가능하거나 로컬 전달 약속 이상의 권한을 갖는다는 증명이 아니다. 이 구분은 가치 있다. 관찰의 빠름은 보편적 라우팅 지표가 아니다.

이 한계들은 불편한 매체 경계에서 다시 나타난다. 브로드캐스트 능력이 없거나 ARP를 말하는 호스트가 없는 LAN에 대해 RFC 925는 BOX가 그 LAN을 위한 완전한 매핑 테이블을 갖추고, 그곳에 브로드캐스트하려 할 때는 다른 모든 BOX에 ARP형 요청을 보내야 한다고 규정한다. 최악의 경우 각 인터페이스의 테이블은 전체 LAN 집합에 걸친 호스트 수를 향해 자랄 수 있다. 투명성은 토폴로지를 없애지 못했다. 토폴로지를 발견 트래픽, 캐시 상태, 예외 테이블로 바꾸었을 뿐이다.

브로드캐스트는 별개의 결정이었다

RFC 925는 브로드캐스트가 투명 서브넷 대 명시적 서브넷의 문제와 같은 질문이 아님을 이례적으로 분명히 한다. 이 메모는 RFC 917이 그렇게 했기 때문에 둘을 논의하되, 브로드캐스트 해석은 별도로 결정해야 한다고 주장한다.

사이트의 네트워크 번호에 연관된 전체 1(host part all-ones)에 대해서는, 제안은 모든 LAN에 걸친 모든 호스트로의 IP 브로드캐스트를 의도하며 BOX가 루프를 억제하면서 전달할 것을 요구한다.255.255.255.255에 대해서는 현재 LAN에서만의 브로드캐스트를 의도하며, BOX가 전달해서는 안 된다고 한다. 다른 숨겨진 LAN에서 브로드캐스트하라는 요청은 더 어렵다. IP 주소가 더 이상 같은 방식으로 개별 LAN을 식별하지 않기 때문이다.

이것은 부차적 문제가 아니다. 그것은 착시의 계약을 드러낸다. 주소가 숨기는 물리적 구분이 많아질수록, 송신자가 그 구분 중 하나를 되찾고자 할 때 더 많은 부가 상태나 특별한 관례이 필요해진다. 시스템은 평범한 주소 해석에서 각 LAN의 이름을 붙이기를 거부하면서 동시에 모든 LAN별 동작을 공짜로 얻을 수는 없다.

명시적 경계가 회계를 바꿨다

다음 해에RFC 950은 세 가지 접근을 다시 나열했다. 투명 서브넷을 거의 같은 말로 기술했다. 브리지가 비로컬 대상의 ARP를 가로채서 LAN의 집합이 하나의 인터넷 네트워크처럼 보이게 한다는 것이다. 그 한계도 명확히 진술했다. 이 기법은 모든 LAN 기술에 맞지 않고, ARP와 브로드캐스트 동작에 의존하며, 브리지가 호스트가 어느 LAN에 있는지 발견해야 하고, LAN 집합이 커질수록 브로드캐스트 비용이 늘며, 전체 호스트 수에 비례하는 변환 캐시가 필요할 수 있다.

RFC 950은 그다음 명시적 서브네팅을 인터넷 표준 절차로 규정한다. 이미 사용 중인 호스트가 이를 지원하려면 비교적 사소한 IP 변경이 필요함을 인정하지만, 그 결과를 단순하고 효율적이라 부른다. 이 대조의 가치는 어느 문서가 모든 네트워크에 대한 최종 판결을 내렸다는 것이 아니다. 두 설계가 불확실성을 서로 다른 곳에 두었다는 점이다.

투명 서브넷은 중개 BOX에게 불완전한 시야를 동작으로 바꾸라고 했다. 명시적 서브넷은 구현체에게 선언된 주소 분할을 해석하고 그에 따라 로컬 게이트웨이를 선택하라고 했다. 전자는 오래된 호스트 대면 인터페이스를 보존하고, 후자는 새 라우팅 경계를 가시화한다. 각각 호환성 결과가 있다. 어느 제목, 표준 번호, 캐시된 답 자체도 설계를 배포하지 않는다. 운영 현실은 호스트, BOX, 라우터가 호환되는 선택을 실행할 때만 나타난다.

RFC 1812는 이후 주소 공유 또는 투명 라우터를 위한 좁은 자리를 유지했다. 유용할 수 있다고 하면서, 그 모델을 지리적·토폴로지적으로 제한된 스텁 환경에 적합한 것으로 규정하고, 겉보기 동일 네트워크 서비스가 완전히 에뮬레이션되지 않을 수 있음을 경고한다. 같은 요구사항 문서에서 서브넷은 적합 IPv4 라우터에 대한 필수 확장이다. 이후의 말들이 RFC 925의 역사를 다시 쓰지는 않는다. 주소 구조를 숨기는 것은 범위가 한정된 기법으로 남고, 명시적 서브넷 처리는 흔한 아키텍처 기계 장치가 되었음을 보여줄 뿐이다.

숨겨진 호스트가 알 수도, 알 수 없었던 것

RFC 925의 우아함은 곧 경계의 교훈이기도 하다. 호스트는 통신하기 위해 모든 케이블을 이해할 필요가 없었다. 노출된 복잡성의 실제 축소였다. 그러나 그 복잡성은 동작할 만큼 관찰 가능한 어딘가에 존재해야 했다. 인터페이스별 캐시, 검색 목록, 재시도 창, TTL 회계, 루프 억제, 그리고 잘못되거나 낡거나 도달 불가능할 수 있는 에이전트.

그러므로 BOX의 응답은 주변부를 가진 약속이었다. 요청자의 LAN에 자신의 하드웨어 주소를 노출했기 때문에 데이터그램을 가져올 수 있었고, 그 물리적 경계에서 동작하기 때문에 다른 연결 LAN을 검색할 수 있었으며, 관찰이 영구적이지 않기 때문에 잊을 수도 있었다. 침묵한 ARP 검색을 대상이 존재하지 않았다는 증명으로, 빠른 응답을 최적 경로의 증명으로, 주소 변환을 사이트 토폴로지를 모든 참여자를 위해 재정의할 권리로 바꿀 수는 없었다.

이 규율은 이 제안을 넘어 적용된다. 시스템이 호환성을 위해 구조를 숨길 때 운영자는 물어야 한다. 이제 어느 구성 요소가 발견을 담당하는가, 어느 결과가 단지 캐시된 것인가, 루프는 어떻게 종료되는가, 실패는 어떻게 가시화되는가, 낡은 결론은 어떻게 권한을 잃는가. 답은 결코 '토폴로지가 사라졌다'가 아니다. '토폴로지가 다른 장부를 얻었다'이다.

출처와 근거의 한계

폐쇄된 근거 집합은RFC 826,RFC 917,RFC 925,RFC 950,RFC 1812이다. 이들은 서술된 프로토콜 메커니즘, 비교, 이후 라우터 요구사항 틀을 확립한다. 이들은 현재 제품의 동작, 보편적 구현, 측정된 성능 이점, 투명 토폴로지의 보급률, 어느 설계가 다른 설계를 대체한 정확한 날짜를 확립하지 않는다.