스위치 기능
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플러딩(Flooding)
- 스위치는 처음 부팅할 때 네트워크 관련 정보가 없다. 이 상태에서 패킷이 들어오면 스위치는 허브와 같이 모든 포트로 패킷을 전송한다. (이를테면 편지주소를 보고 A,B,C 모든 집을 다니며 이 주소가 맞는지 확인하는 것이다.)
- 플러딩 범위를 줄이기 위한 방법이 VLAN이다.
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어드레스 러닝
- 패킷이 특정 포트에 들어오면 스위치는 해당 패킷의 출발지 MAC 주소와 포트번호를 MAC 주소 테이블에 기록한다.
- 출발지 MAC 주소 정보만 사용하므로 브로드캐스트나 멀티캐스트에 대한 MAC 주소는 학습하지 못한다.
- A PC 패킷의 정보를 B PC에 보낼 때 처음 MAC 주소를 저장.
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에이징(Aging)
- MAC주소 테이블에 기록할 때, 너무 많은 주소를 가지면 부하가 올 수 있기 때문에 300초만 유지한다.
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포워드(Forwarding)/필터링(Filtering)
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패킷이 스위치에 들어온 경우, 스위치는 도착한 MAC 주소를 확인하고 자신이 갖고 있는 MAC 테이블과 비교한다.
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MAC테이블에 주소가 있으면 -> 포워드 / 남은 건 -> 필터링
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MAC테이블에 주소가 없으면 -> 플러딩
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스패닝 트리 포로토콜(Spanning Tree Protocol, STP)
- 루프 현상을 방지하기 위한 프로토콜.
- 루프 현상이란 데이터 패킷이무한히 순환하는 현상을 말한다. 이 현상은 네트워크의 성능 저하를 일으키고, 최악의 경우 네트워크의 마비를 초래할 수 있다.
- 이러한 루프 현상을 방지하기 위한 효율적인 통신 경로를 트리 구조로 형성 -> 스패닝 트리 프로토콜
- 루프현상 예시) Broadcasting Storm
(설명) 처음 들어온 A패킷을 B와 C 둘다 보냄 -> B에서 A패킷 확인. -> C에서 A패킷 확인.
-> C에서 B로 A패킷 전송. -> B는 A패킷이 B로 옮긴 줄 착각하고 다시 A로 보냄. (무한 반복)
네트워크 계층 개요
- 데이터 패킷의 전송 경로를 결정.
- 주요 프로토콜로는 IP가 있으며, 패킷의 출발지와 목적지를 식별하게 해준다.
- 네트워크 내의 여러 라우터를 통한 패킷의 경로를 관리 및 패킷 손실, 중복, 지연 등의 문제를 처리한다.
- Routed Protocol
- 네트워크 환경에서 라우팅 테이블을 기반으로 데이터 패킷을 전송하는 통신 규약 ex)IP,IPx,IPv6 등 - Routing Protocol
- 네트워크 연결 정보를 공유하여 라우팅 테이블을 구축하고 유지하는 프로토콜이다. ex)OSPF,RIP,BGP 등
IP주소
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IP
- 네트워크 계층에서 프로토콜로, 두 장치 간의 패킷 전송을 담당.-
IP(Internet Protocol) 주소는 각 네트워크에 연결된 장치를 고유하게 식별하는데 사용되며, 이 주소를 기반으로 데이터 패킷이 목적지까지 전달된다.
|0|1|1|0|0|0|0|0| |0|1|1|0|0|0|0|0| |0|1|1|0|0|0|0|0| |0|1|1|0|0|0|0|0|
192 . 168. 0. 1
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IPv4 : 8bit x 4 =32bit
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네트워크 주소 & 브로드캐스트 주소
- 가장 첫 번째 호스트 주소는 네트워크 자체를 지칭한다.
|0|1|1|0|0|0|0|0| |0|1|1|0|0|0|0|0| |0|1|1|0|0|0|0|0| |0|0|0|0|0|0|0|0|
192 . 168. 0. 0
-가장 마지막 주소는 브로드캐스트용 주소로 사용한다.
|0|1|1|0|0|0|0|0| |0|1|1|0|0|0|0|0| |0|1|1|0|0|0|0|0| |1|1|1|1|1|1|1|1|
192 . 168. 0. 255
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IP클래스
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IPv4의 IP주소는 32비트이며, 네트워크 크기는 클래스로 구분한다.
클래스 이름 내용 네트워크 ID 크기 호스트 ID A클래스 대규모 네트워크 주소 8비트 24비트 B클래스 중형 네트워크 주소 16비트 16비트 C클래스 소규모 네트워크 주소 24비트 8비트 D클래스 멀티캐스트(multicast)주소 x x E클래스 연구 및 특수용도 주소 x x
A 클래스 네트워크 호스트 호스트 호스트 기본 서브넷 255 0 0 0
B 클래스 네트워크 네트워크 호스트 호스트 기본 서브넷 255 255 0 0
C 클래스 네트워크 네트워크 호스트 호스트 기본 서브넷 255 255 0 0
D 클래스 멀티캐스트(MultiCast)
E 클래스 예약(Reserved for futeres)
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서브넷(Subnet)
- IP 주소에서 네트워크 영역을 부분적으로 세분화 한 네트워크를 뜻한다.- 서브넷 만들 때 사용되는 것이 바로 서브넷 마스크이다.
- 서브넷 마스크
- IP 주소의 네트워크 주소, 호스트 주소인지를 결정하는 데 사용된다.
- IP 주소와 동일한 형식을 가지며, 네트워크 부분에는 모두 1이, 호스트 부분에는 모두 0이 할당된다.
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서브넷팅
- 네트워크를 더 작고 효율적인 부분으로 나누는 프로세스이다. 대형 네트워크를 여러 개의 작은 네트워크, 서브넷으로 분할함으로써 IP 주소 공간을 더 효율적으로 사용할 수 있다.IP주소 192.168.56.146 -> 11000000. 10101000. 00111100. 10:010010
서브넷 255.255.255.192 -> 11111111. 11111111. 11111111. 11:000000
------------------------------------------------------------------------(AND 연산)
네트워크 주소 192.168.56.128 -> 11000000. 10101000. 00111100. 10:000000
브로드캐스트 주소 192.168.56.146 -> 11000000. 10101000. 00111100. 10:111111
첫번째 주소 192.168.56.146 -> 11000000. 10101000. 00111100. 10:000001
마지막 주소 192.168.56.146 -> 11000000. 10101000. 00111100. 10:111110- IP 주소를 2진수로 표현한다.
- 서브 마스크를 2진수로 표현한다.
- AND 연산으로 네트워크 주소를 알아낸다.
- 호스트 부분을 모두 1로변경하여 브로드캐스트 주소를 알아낸다.
- 사용 가능한 IP주소 범위를 파악한다. 서브넷팅한 네트워크 주소+1은 사용가능한 가장 작은 IP주소이다.
- 브로드캐스트 주소-1은 사용가능한 가장 큰 IP주소이다.
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CIDR(Classless Inter-Domain Routing)
- 클래스 기반 네트워킹을 대체하기 위해 개발된 방식으로, 더욱 유연한 IP주소 할당을 가능하게 한다.
- 슬래시(/) 뒤에 숫자를 사용하여 네트워크 부분의 비트 수를 표현한다 ex)192,168.56.0/24
24가 네트워크를 나타내고, 나머지 8비트가 호스트를 나타낸다.
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VLSM(Variable Length Subnet Masking)
- 서브넷 마스크의 길이를 가변적으로 조정하여 IP 주소 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 기술이다. -
공인 IP
- 공인 IP란, ISP가 제공하는 IP로서, 인터넷망에서 서로 다른 PC가 통신하기 위해 필요한 IP주소이다.
- 세상에서 단 하나뿐인 IP주소로, 같은 주소가 동시에 존재할 수 없다.
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사설 IP
- 가정이나, 회사 등의 내부망에서 사용되는 IP로서, 외부망에 공개되어 있지 않은 IP 주소이다.
- 세상에 수많은 중복 주소가 동시에 존재할 수 있다.
