# 재조합

## 개요

재조합(Recombination) 네트워크 통신에서 전송 과정 중 분할된 데이터 조각들을 수신 측에서 원래의 형태로 다시 조합하는 과정을 의미합니다 이는 주로를 효율적으로 전하기 위해 송신 단에서 데이터를 단위(예: 패킷, 프레임)로 분할한 후, 수신 단에서 이를 정확히 복원하는 데 필수적인 기술입니다. 재조합은 인터넷 프로토콜(IP), 전송 제어 프로토콜(TCP), 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP) 등 다양한 네트워크 계층에서 활용되며, 데이터 무결성과 전송 신뢰성을 보장하는 핵심 요소 중 하나입니다.

## 재조합의 필요성

현대 네트워크 환경에서는 대용량 데이터를 한 번에 전송하는 것이 기술적·물리적으로 비효율적이거나 불가능한 경우가 많습니다. 예를 들어, 네트워크의 최대 전송 단위(MTU, Maximum Transmission Unit)는 물리적 링크의 특성에 따라 제한되어 있으며, 이를 초과하는 데이터는 전송할 수 없습니다. 따라서 송신 측은 데이터를 MTU 크기에 맞게 분할하여 전송하게 되고, 수신 측에서는 이러한 분할된 조각들을 원래의 순서와 구조에 맞춰 재조합해야 합니다.

재조합이 정상적으로 이루어지지 않으면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다:

- 데이터 손실 또는 왜곡
- 애플리케이션 레벨에서의 오류 (예: 파일 손상, 동영상 끊김)
- 통신 지연 또는 재전송 발생

## 재조합의 원리

### 3.1. 분할과 재조합의 과정

데이터 전송 시 재조합은 일반적으로 다음과 같은 단계를 거칩니다:

1. **분할 (Fragmentation)**  
   송신 측에서 원본 데이터를 네트워크의 MTU에 맞게 작은 단위로 나눕니다. 각 조각에는 순서 정보(시퀀스 번호), 식별자(ID), 그리고 전체 조각 수 등의 메타데이터가 포함됩니다.

2. **전송 (Transmission)**  
   분할된 각 조각은 독립적으로 네트워크를 통해 전송됩니다. 이 과정에서 조각들은 서로 다른 경로를 통해 도달할 수 있으며, 도착 순서가 섞일 수 있습니다.

3. **수신 및 버퍼링 (Reception and Buffering)**  
   수신 측은 도착한 조각들을 일시적으로 버퍼에 저장하고, 해당 조각이 손상되었는지 확인합니다. 또한, 시퀀스 번호 등을 기반으로 조각의 순서를 파악합니다.

4. **재조합 (Reassembly)**  
   모든 조각이 수신되고 정상임이 확인되면, 수신 측은 원래의 데이터 순서에 따라 조각들을 재조합하여 완전한 데이터를 복원합니다.

### 3.2. 주요 프로토콜에서의 재조합

#### IP 재조합 (IP Reassembly)

인터넷 프로토콜(IP)은 네트워크 계층에서 데이터그램을 분할하고 재조합하는 기능을 제공합니다. IPv4는 분할(Fragmentation)과 재조합을 지원하지만, IPv6에서는 경로상의 라우터가 분할을 수행하지 않도록 설계되어 있으며, 분할은 송신 호스트에서만 가능합니다. 이는 네트워크 성능 향상과 단순화를 위한 선택입니다.

IP 재조합 시 사용되는 주요 필드:
- **Identification**: 동일한 데이터그램의 조각들을 식별
- **Flags**: 더 분할 가능한지 여부, 마지막 조각인지 여부
- **Fragment Offset**: 조각의 위치 정보 (8바이트 단위)

#### TCP 재조합

TCP는 전송 계층 프로토콜로, 데이터를 바이트 스트림으로 처리합니다. TCP는 자체적으로 데이터를 세그먼트로 분할하지만, 수신 측에서는 IP 계층에서 이미 재조합된 IP 데이터그램을 기반으로, 시퀀스 번호를 사용해 바이트 단위로 데이터를 정렬하고 재조합합니다. TCP는 신뢰성 있는 전송을 보장하므로, 순서가 어긋된 세그먼트도 버퍼링하여 올바른 순서로 재조합합니다.

## 재조합의 도전과 보안 이슈

### 4.1. 성능 문제

재조합 과정은 수신 장치의 메모리와 처리 능력에 부담을 줄 수 있습니다. 특히, 조각 중 일부가 유실되거나 지연되면, 전체 데이터의 재조합이 지연되며, 이는 **헤드 오브 라인 블로킹**(Head-of-Line Blocking) 문제로 이어질 수 있습니다.

### 4.2. 보안 위협

재조합 과정은 보안 공격의 대상이 될 수 있습니다. 대표적인 예로는:

- **재조합 공격 (Reassembly Attack)**  
  악성 사용자가 조각들을 조작하거나, 조각을 지연시켜 재조합 버퍼를 과부하 시키는 공격입니다. 이는 **DoS**(서비스 거부) 공격의 일환으로 활용될 수 있습니다.

- **분할 조각 스푸핑**  
  조작된 조각을 삽입하여 수신 측에서 잘못된 데이터를 재조합하게 만드는 공격입니다.

이러한 문제를 완화하기 위해 방화벽, IDS/IPS(침입 탐지/방지 시스템)는 조각 재조합 전에 조각들을 검사하거나, 조각 재조합을 조기에 수행하여 악성 패킷을 식별합니다.

## 결론

재조합은 네트워크 데이터 전송의 핵심 기술로, 대용량 데이터를 안정적이고 효율적으로 전달하기 위해 필수적입니다. 다양한 네트워크 프로토콜에서 각기 다른 방식으로 구현되며, 성능과 보안 측면에서 지속적인 고려가 필요합니다. 특히 IPv6와 같은 최신 프로토콜에서는 재조합의 책임을 송신 측에 더 많이 부여함으로써 네트워크의 효율성과 보안을 동시에 강화하고 있습니다.

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## 참고 자료

- Stevens, W. R. (1994). *TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols*. Addison-Wesley.
- RFC 791 - Internet Protocol (IPv4)
- RFC 2460 - Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification
- Comer, D. E. (2014). *Internetworking with TCP/IP Volume 1: Principles, Protocols, and Architecture*. Pearson.