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네트워크

[모두의 네트워크] 네트워크 계층 : 목적지에 데이터 전달하기

by mokhwasomssi 2022. 1. 22.

http://www.yes24.com/Product/Goods/61794014

 

모두의 네트워크 - YES24

네트워크를 전혀 몰라도 괜찮다!초보자와 비전공자를 위한 가장 쉬운 네트워크 입문서[모두의 네트워크]는 이제 막 네트워크를 공부하기 시작했거나 공부해야겠다고 마음먹은 초급자를 대상으

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이 장의 목표

  • IP를 이해한다
  • 라우터를 이해한다
  • IP 주소를 이해한다
  • 서브넷을 이해한다
  • 라우팅을 이해한다

LESSON17 네트워크 계층의 역할

1. 네트워크 간의 연결 구조

  • 수많은 네트워크가 연결된 환경에서 데이터 링크 계층의 기능만으로는 다른 네트워크로 데이터를 전송하기 힘듬
    • 네트워크 안에서만 통신이 가능
  • 네트워크 계층의 역할
    • 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 것
    • 라우터라는 네트워크 장비 필요
      • 해당 목적지까지 어떤 경로로 가능 것이 좋은지 알려 주는 기능
      • 라우팅을 하며 패킷 전송을 담당한다
  • 네트워크에서도 데이터를 보내려면 목적지 주소가 있어야 함
  • 랜에서는 MAC 주소만으로도 통신할 수 있지만 다른 네트워크에는 데이터를 보낼 수 없다.
  • IP 주소
    • 네트워크를 식별할 수 있는 주소
  • 라우팅 (routing)
    • 목적지 IP 주소까지 어떤 경로로 데이터를 보낼지 결정하는 것
  • 라우터
    • 라우팅을 하는 장비
    • 거리에 관계없이 다른 네트워크로 데이터를 보낼 수 있음
    • 라우팅 테이블 (routing table)
      • 경로 정보를 등록하고 관리

2. IP란?

  • 네트워크 계층에는 IP(Internet Protocol)라는 프로토콜이 있다.
  • 네트워크 계층에서는 캡슐화할 때 IP 헤더를 붙인다
    • IP 헤더
      • 출발지 IP 주소
      • 목적지 IP 주소
      • ...
    • IP 패킷
      • IP 헤더 + 데이터

LESSON18 IP 주소의 구조

네트워크 간의 통신을 하려면 IP 주소가 필요하다

이번에는 IP 주소의 구조에 대해 알아본다

1. IP 주소란?

  • 데이터를 다른 네트워크의 목적지로 보내려면 IP 주소가 필요
  • IP 주소는 인터넷 서비스 제공자(ISP)에게 받을 수 있다
  • IP 버전
    • IPv4 (Internet Protocol Version 4) - 32비트
    • IPv6 (Internet Protocol Version 6) - 128비트
  • IPv4 주소 고갈 중
    • 공인 IP 주소
      • 공인 IP 주소는 인터넷 서비스 제공자가 제공
      • 직접 연결되는 컴퓨터나 라우터에 할당
    • 사설 IP 주소
      • 회사나 가정의 랜에 있는 컴퓨터에는 사설 IP 주소 할당
  • 주소 표현
    • MAC 주소
      • 48비트 → 16진수로 표시
    • IP 주소
      • 32비트 → 10진수로 표시
      • 8비트(octet) 단위로 나눠서 10진수로 표시
  • IP 주소
    • 네트워크 ID
      • 어떤 네트워크인지를 나타냄
    • 호스트 ID
      • 해당 네트워크의 어느 컴퓨터인지를 나타냄

LESSON19 IP 주소의 클래스 구조

IP 주소는 네트워크의 규모에 따라 A~E 클래스로 나누어져 있습니다

네트워크 클래스의 구조에 대해 알아봅니다

1. IP 주소 클래스란?

  • 네트워크 ID를 크게 만들거나 호스트 ID를 작게 만들어 네트워크 크기를 조정할 수 있다.
  • 네트워크 크기는 클래스라는 개념으로 구분한다
    클래스 이름 내용
    A 클래스 대규모 네트워크 주소
    B 클래스 중형 네트워크 주소
    C 클래스 소규모 네트워크 주소
    D 클래스 멀티캐스트(multicatst) 주소
    E 클래스 연구 및 특수용도 주소
    • 공인 IP 주소와 사설 IP 주소를 포함한 클래스 범위
      • A클래스
        • 8비트 네트워크 ID + 24비트 호스트 ID
        • 1옥텟의 범위 00000001 ~ 01111111 (1~127)
        • 2~4옥텟의 범위 00000000~11111111 (0~255)
        • 전체 범위
          • 1.0.0.0 ~ 127.255.255.255
      • B클래스
        • 16비트 네트워크 ID + 16비트 호스트 ID
        • 1옥텟의 범위 10000000 ~ 10111111 (128~191)
        • 2~4옥텟의 범위 00000000~11111111 (0~255)
        • 전체 범위
          • 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
      • C클래스
        • 24비트 네트워크 ID + 8비트 호스트 ID
        • 1옥텟의 범위 11000000 ~ 11011111 (191~223)
        • 2~4옥텟의 범위 00000000~11111111 (0~255)
        • 전체 범위
          • 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
  • 클래스와 공인 IP 주소의 범위
    종류 공인 IP 주소의 범위
    A 클래스 1.0.0.0~9.255.255.255
    11.0.0.0~126.255.255.255
    B 클래스 128.0.0.0~172.15.255.255
    172.32.0.0~191.255.255
    C 클래스 192.0.0.0~192.167.255.255
    192.169.0.0~223.255.255.255
  • 클래스와 사설 IP 주소의 범위
    종류 사설 IP 주소의 범위
    A 클래스 10.0.0.0~10.255.255.255
    B 클래스 172.16.0.0~172.31.255.255
    C 클래스 192.168.0.0~192.168.255.255

LESSON20 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소의 구조

컴퓨터에 할당할 수 없는 IP 주소인 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소에 대해 알아봅니다

1. 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소란?

  • IP 주소
    • 네트워크 주소
    • 브로드캐스트 주소
  • Ex. C 클래스 사설 IP 주소가 있다고 가정
    • 네트워크 주소 = 호스트 ID가 0
    • 브로드캐스트 주소 = 호스트 ID가 255
  • 네트워크 주소
    • 전체 네트워크에서 작은 네트워크를 식별하는 데 사용
    • 호스트 ID가 0이면 그 네트워크 전체를 대표하는 주소가 됨
    • 전체 네트워크의 대표 주소
    • 192.168.1.0 (네트워크 주소)
      • 192.168.1.1
      • 192.168.1.2
      • 192.168.1.3
      • 192.168.1.4
      • 192.168.1.5
      • 192.168.1.6
  • 브로드캐스트 주소
    • 네트워크에 있는 컴퓨터나 장비 모두에게 한 번에 데이터를 전송하는 데 사용되는 전용 IP 주소
    • 호스트 ID가 255
    • 192.168.1.255의 브로드캐스트 주소로 데이터를 전송하면 네트워크 안에 있는 모든 컴퓨터가 데이터를 받는다

LESSON21 서브넷의 구조

네트워크를 분할하는 것을 서브네팅이라고 합니다.

이번에는 서브넷의 구조에 대해 알아봅니다

1. 서브넷이란

  • 서브넷 (subnets)
    • 큰 네트워크를 분할해서 만든 작은 네트워크
  • A 클래스 네트워크는 호스트 ID가 24비트여서 IP 주소를 1677만 7214개 사용할 수 있다.
    • 1677만 7214개의 주소를 하나의 네트워크로 사용
    • 그 많은 수의 컴퓨터가 브로드캐스트 패킷을 전송하면 모든 컴퓨터에 패킷이 전송되고 네트워크가 혼잡해진다
    • A 클래스의 대규모 네트워크를 작은 네트워크로 분할하여 브로드캐스트로 전송되는 패킷의 범위를 좁힐 수 있다
  • 서브네팅 (subneting)
    • 네트워크를 분할하기 위해 IP 주소의 구성을 변경하는 작업
  • 서브네팅하면
    • 네트워크 ID, 서브넷 ID, 호스트 ID로 나누어진다.
    • A 클래스
      • 서브네팅하기 전
        • 네트워크 ID 8비트 + 호스트 ID 24비트
      • 서브네팅한 후
        • 네트워크 ID 8비트 + 서브넷 ID 10비트 + 호스트 ID 14비트

2. 서브넷 마스크란?

  • 서브넷 마스크
    • IP 주소의 네트워크 부분만 나타나게 하여 같은 네트워크인지를 판별하게 하는 마스크다
      • A 클래스
        • 255.0.0.0
      • B 클래스
        • 255.255.0.0
      • C 클래스
        • 255.255.255.0
    • 프리픽스(prefix) 표기법
      • 서브넷 마스크를 슬래시(/비트 수)로 나타낸 것
      • 255.255.255.0 → /24
  • C 클래스의 IP 주소를 서브넷팅
    • 전
      • 네트워크 ID 24비트 + 호스트 ID 8비트
    • 후
      • 네트워크 ID 24비트 + 서브넷 ID 4비트 + 호스트 ID 4비트
    • 서브넷 마스크
      • 255.255.255.240 → /28

LESSON22 라우터의 구조

서로 다른 네트워크와 통신하려면 라우터가 필요하다

1. 라우터란?

  • 라우터
    • 서로 다른 네트워크를 연결해 주는 장치로 현재의 네트워크에서 다른 네트워크로 패킷을 전송할 수 있도록 한다
  • 네트워크를 분할한 다음에 컴퓨터 한 대가 다른 네트워크로 접속하려면?
    • 컴퓨터 1이 다른 네트워크에 데이터를 전송하려면 라우터의 IP 주소를 설정해야 한다
    • 이것은 네트워크의 출입구를 설정하는 것으로 기본 게이트웨이 (default gateway)라고 한다.
    • 라우터의 IP 주소를 지정하는 이유
      • 컴퓨터 1은 다른 네트워크로 데이터를 보낼 때 어디로 전송해야 하는지 알지 못함
      • 그래서 네트웨크의 출입구를 지정하고 일단은 라우터로 데이터를 전송
    • 컴퓨터 1의 기본 게이트웨이가 설정되었지만 아직 이것만으로는 컴퓨터 6에 데이터를 보낼 수 없다
      • 추가로 라우터의 라우팅 기능이 필요

2. 라우팅이란?

  • 라우팅
    • 경로 정보를 기반으로 현재의 네트워크에서 다른 네트워크로 최적의 경로를 통해 데이터를 전송
    • 경로 정보가 등록되어 있는 테이블이 라우팅 테이블
    • 각 라우터의 라우팅 테이블에 경로 정보가 등록되어 있으면 라우팅이 가능하다.
      • 네트워크가 다른 A 컴퓨터에서 B 컴퓨터로 데이터 전송 가능
      • 192.168.1.0/24 (컴퓨터 A) → 라우터1 → 192.168.2.0/24 → 라우터2 → 192.168.3.0/24 (컴퓨터 B)
      • 라우터1, 2의 라우팅 테이플
        • 192.168.1.0/24
        • 192.168.2.0/24
        • 192.168.3.0/24
  • 라우팅 테이블은 어떻게 등록되나요?
    • 수동으로 등록하는 방법
      • 소규모 네트워크에 적합
    • 자동으로 등록하는 방법
      • 대규모 네트워크에 적합
      • 라우터 간에 경로 정보를 서로 교환하여 라우팅 테이블을 자동으로 수정
      • 라우팅 프로토콜
        • 라우터 간에 정보를 교환하기 위한 프로토콜
        • RIP, OSPF, BGP

 

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