이번 포스팅은 OSI 3계층인 네트워크 계층에 대해서 포스팅하려고 합니다.
2계층인 데이터 링크 계층은 같은 랜 안에서 MAC 주소를 활용해 데이터를 전송하였습니다.
그렇다면, 다른 랜과의 통신을 하려면 어떤 방식으로 통신을 할까요??
네트워크 계층
서로 다른 네트워크에 있는 목적지로 데이터를 전송하기 위해 필요한 계층.
라우터(Router)
라우터를 통해 다른 네트워크끼리 데이터 전달이 가능합니다.
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라우터는 라우터에 연결된 스위치의 네트워크를 분리할 수 있습니다.
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또한, 라우터를 통해 다른 네트워크에 데이터를 전송할 수 있습니다.
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다른 네트워크로 데이터를 보내려면, 해당 컴퓨터에 라우터의 IP 주소를 설정해야 하는데 이것을
기본 게이트웨이라고 합니다. -
라우터는 데이터의 목적지 주소로(IP 주소) 목적지를 지정하고, 목적지가 정해지면 해당 목적지까지 어떤 경로로 가는 것이 효율적인지를 결정합니다.<
라우팅> -
라우팅 테이블이 있어 경로 정보를 자동으로 등록하고 관리할 수 있습니다. -
라우터는 최종 목적지까지 도착하기까지, 중간 목적지(라우터)만을 알고 있습니다. 데이터를 보내기 위해 각 라우터끼리 정보를 교환하고, 경로 정보를 라우터 테이블에 저장합니다
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라우터 간에 라우팅 정보를 교환하기 위한 프로토콜을 라우팅 프로토콜이라고 합니다.
IP(Internet Protocol)
- 프로토콜의 명칭입니다.
- 네트워크 계층에서 캡슐화를 할 때, IP 헤더가 붙습니다.
- 여러 가지 헤더 정보가 있지만, 출발지 주소 IP와 목적지 주소 IP 정보가 들어 있습니다.
- 이렇게 데이터와 IP 헤더가 결합된 것을
IP 패킷이라고 합니다.
- 그리고 IP 주소는 MAC 주소(2 계층)와 결부되어 통신합니다.
- 인터넷에서는 여러 대의 컴퓨터와 네트워크 기기를 중계해서 상대방에게 도착합니다. 이때
ARP(Address Resolution Protocol)을 사용하여, 수신지의 IP 주소를 바탕으로 MAC 주소를 알아 냅니다. - 이
MAC 주소(랜 카드가 있으면 MAC 주소가 있겠죠?)를 활용하여 라우터에 데이터를 보내고, 이러한 과정이 반복되면서 최종적으로 상대방에게 도착합니다.
IP 주소
- IP 주소는 집 주소와 비슷한 개념입니다. 다른 네트워크의 목적지로 보내려면 IP 주소가 필요합니다.
- 인터넷 서비스 제공자(인터넷 회사, ISP)에게 주소를 받을 수 있습니다.
- 공인 IP 주소와 사설 IP 주소가 있는데, 공인 IP 주소는 인터넷에 직접 연결되는 컴퓨터나 라우터에 할당되고, 회사나 가정의 랜에는 사설 IP 주소가 할당됩니다.
- 만약 랜 안에 여러 개의 컴퓨터가 있다면, 라우터에만 공인 IP를 할당하고, 나머지 컴퓨터에는 랜의 네트워크 관리자가 자유롭게 사설 IP 주소를 할당하거나 라우터의
DHCP기능을 사용하여 할당합니다.DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol): IP 주소를 자동으로 할당하는 프로토콜
IP 버전
- IPv4: 32 비트 10 진수로 구성
- IPv6: 64 비트 10 진수로 구성 (IP 주소가 부족해져서 확장)
IP 주소 구성
- 2진수로 표현되는 IP 주소를 사람이 읽기 편하게 하기 위해 8비트 씩 나누어 10진수로 표현합니다.<
옥텟> - 각 옥텟 당 범위는 10진수로 0부터 255까지 입니다.(2진수 :00000000 - 11111111)
11000000 10101000 00000001 00001010 => 192 168 1 10
- IP 주소는
네트워크 ID(어떤 네트워크인지 확인)와호스트 ID(해당 네트워크의 어느 컴퓨터인지 확인)로 나누어져 있습니다.
IP 주소 클래스(32 비트)
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A class : 대규모 네트워크 주소
- 처음 8비트 네트워크 ID, 나머지 24비트 호스트 ID
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B class : 중형 네트워크 주소
- 처음 16비트 네트워크 ID, 나머지 16비트 호스트 ID
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C class : 소규모 네트워크 주소
- 처음 24비트 네트워크 ID, 나머지 8비트 호스트 ID
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D class : 멀티캐스트 주소
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E class : 특수 용도
서브넷(Subnet)
- 네트워크 혼잡을 방지하기 하고 네트워크의 성능 향상을 위해 서브넷팅을 통해 네트워크를 나누어 전송되는 패킷의 범위를 좁힐 수 있습니다.
- 네트워크를 작은 네트워크로 나누는 것을
서브넷팅(subneting)이라고 합니다. - 분할된 네트워크를
서브넷이라고 합니다. - 호스트 ID의 비트를 빌려 서브넷 ID를 생성하여, 네트워크 ID, 서브넷 ID, 호스트 ID로 구성됩니다.
서브넷 마스크
- 서브넷팅을 할 시 네트워크 ID와 호스트 ID를 식별하기 어려워집니다.
- 그래서 서브넷 마스크를 사용하여 네트워크 ID와 호스트 ID를 구별합니다.
- 서브넷 마스크는 1과 0으로 이루어져있으며, 1이 연속나와야 합니다.
- 서브넷 마스크 표현
- A class -> 255.0.0.0 (<- 11111111 000~ 2진수를 10진수로 표현한 것입니다.)
- B class -> 255.255.0.0
- C class -> 255.255.255.0-
255.255.255.0/24 <- 이렇게 표시할 수도 있습니다. 24비트 까지가 네트워크 ID라는 것입니다.
255.255.255.240/28 -> 24비트(네트워크 ID) + 4비트(240, 서브넷 ID) => 28이 나옵니다.
나머지 4비트가 호스트 ID가 됩니다.
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Reference
