OSI 7 3계층 네트워크(Network) 계충

최영우·2022년 8월 23일
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Day 6

🔴ARP(Address Resoultion Protocol)

📌ARP(Address Resoultion Protocol)

  • 주소를 재 해석 해주는 프로토콜
  • 논리적인 주소(IP)를 기반으로 물리적인 주소(MAC)를 알아오는 기술
  • 3계층 프로토콜 이지만 IP 하위에서 동작하는 프로토콜
  • 특정 프로그램에 의해 호출되었을 때만 동작 함
    -주로 목적지 MAC 주소를 확인할 때 사용
  • 다양한 네트워크 환경에서 동작할 수 있음
  • ARP 동작
    -Request -> Broadcast
    -Reply -> Unicast

📌ARP 종류

  • ARP
    -논리적인 주소에 해당하는 장비의 물리적인 주소를 획득
  • RARP (Reverse ARP)
    -물리적인 주소에 해당하는 장비의 논리적인 주소를 획득
  • Gratuitous ARP
    -IP 충돌 감지
    -Gateway 이중화
  • Proxy ARP
    -IP대역은 같지만 물리적인 장비로 분리된 네트워크 통신을 위해 사용 됨

📌ARP Header

  • Header 크기 -> 28bytes(Ethernet 환경에서 사용된 경우)
  • 일반적으로 상위 계층이 존재하지 않으며 필요에 따라 운영체제에 의해 호출되어 사용 됨

0~4 bytes Field

  • Hardware Type (2bytes)
    -ARP가 동작할 Network 환경 정보
    -Ethernet 환경에서는 MAC 주소(1번 코드)
  • Protocol Type (2bytes)
    -논리적인 주소의 종류
    -일반적을 IPv4주소 (0x0800)

5~8 bytes Field

  • Hardware Address Length (1byte)
    -지정된 물리적 주소의 크기 값 : MAC 주소의 크기(6bytes)

  • Protocol Address Length (1byte)
    -지정된 논리적 주소의 크기 값 : IP 주소의 크기(4bytes)

  • Opcode (2bytes)
    -ARP packet의 종류
    -ARP packet이 수행하는 동작이 지정 됨

9~18 bytes Field

  • Sender(Source) Hardware Address (6bytes)
    -보내는 시스템의 물리적 주소
    -자신이 MAC 주소

  • Sender Protocol Address (4bytes)
    -보내는 시스템의 논리적 주소
    -자신의 IP 주소

19~28 bytes Field

  • Target(Destination) Hardware Address (6bytes)
    -받는 시스템의 물리적 주소
    -모르는 경우 00:00:00:00:00:00 값이 들어감
  • 일반적으로 ARP Request Packet은 물리적 주소를 몰라서 보내는 것이기 때문에 기본 00:00:00:00:00:00 값
  • Target Protocol Address (4bytes)
    -받는 시스템의 논리적 주소
    -상대방의 IP 주소

📌ARP Cache

  • 시스템에서 사용할 IP에 해당하는 MAC주소를 일시적으로 저장하는 기능
  • 통신 속도의 향상을 위해 사용 됨
  • 동적으로 알아온 정보는 일정 시간이 지나면 사라짐

ARP Cache Table

  • ARP Cache 정보를 기억하는 저장 공간 -> Memory

ARP Cache 종류

  • 동적(dynamic) -> ARP에 의해 획득된 정보
  • 정적(Static) -> 시스템에 의해 미리 지정된 정보

📌ARP 명령어

  • 운영체제에서 기본적으로 지원되는 ARP관리 프로그램

📌netsh 명령어

  • Windows에서 네트워크의 전반적인 관리를 지원하는 프로그램
  • Windows 7부터 기존의 ARP를 이용한 관리가 제한 됨

🔴ICMP(Internet Control Message Protocol)

📌ICMP(Internet Control Message Protocol)

  • 인터넷 제어 메시지
  • 네트워크 관리 및 오류 보고를 위해 사용 됨

📌Message 종류(ICMP 목적)

  • Type 필드의 값을 통해 구분 됨 (Type - 대분류, Code - 소분류)
  • 목적 -> Trouble Shooting (문제 해결)
    <오류 발생 여부, 오류 종류, 오류 발생 위치 파악 가능>
  • 정보 교환 및 관리 메시지
    -echo 요청/응답, Router 광고/응답, 정보 요청/응답, mask 요청/응답, 경로 추적 등..
  • 오류 보고 메시지
    -목적지 접근불가, 송신 속도 낮춤, 경로 재설정, 시간초과 등...

📌ICMP Header

  • ICMP Header는 OTher message에 따라 가변적인 크기를 가짐
  • 필수 Header 크기는 8bytes로 고정되어 있음
  • 필수 필드는 단순하짐나 ICMP 종류에 따라 추가 메시지 값이 달라짐

0~4 bytes Field

  • Type
    -ICMP 메시지의 종류를 알려주는 값

    • 8번 : ICMP Echo Request Message
    • 0번 : ICMP Echo Reply Message
    • 나머지 타입 번호들은 Error Message 용으로 사용됨
  • Code
    -메시지 종류에 따라 상세원인이나 세부정보가 필요한 경우 추가 값

  • 기본값 : 0

    • Type의 세부 Code가 있으면 Code값 0의 정보를 의미
    • Type의 세부 Code가 없으면 null을 의미함
      -Network Troubleshooting시 Code 값을 이용해 정보를 알아냄
  • Checksum
    -ICMP Header의 오류를 검사하기 위한 값

5~8 bytes Field

  • Other message specific information

🔴Router

📌Routing

  • 최적의 경로를 결정하여 목적지까지 전송하는 일련의 과정
  • Routing Algorithm을 이용하여 최적 경로를 결정
  • 최적의 경로를 학습하여 Routing Table에 기록 -> 경로(route) 학습
  • Routing Table 정보를 이용하여 데이터를 다음 경로로 전달(경로 정보가 없으면 Packet을 폐기함)

📌Routing Table

  • Routing 경로를 기록하기 위해 사용되는 Table
  • Packet의 목적지가 결정되면 가장먼저 Routing Table을 확인
  • 목적지 IP 주소가 해당되는 Network 영역을 Routing Table에서 찾아 설정된 경로로 내보내 줌!

📌Router

  • Routing을 통해 최적의 경로를 찾아 목적지로 전단될 수 있도록 연결된 다음 장비로 전송해 주는 장비
  • 결정된 경로를 Routing Table에 기록하여 관리
  • Broadcast Domain을 줄여주는 역할(네트워크 영역 구분)
    -Router는 기본적으로 Broadcast 데이터를 차단함
  • 네트워크 영역을 구분해주는 역할
  • G/W(Gateway) : 네트워크 영역의 통로(다른 네트워크와 연결된 장비)

📌Module 명칭

  • Module 의 Size와 종류를 알 수 있게 명칭을 지정

  • ① Module Size
    -NM : Size가 큰 Module
    -WIC : Size가 작은 Module

  • ② 장착된 인터페이스 개수

  • ③ 인터페이스 타입
    -E : Ethernet interface
    -T : Serial interface

📌Interface 명칭

  • 장비에 부착된 인터페이스를 구분하기 위한 이름 또는 번호

  • ① Interface Type
    -Ethernet, FastEthernet, Serial 등...

  • ② Slot Number
    -Module 형 Router의 Slot 번호 (Fixed 형은 생략 가능)

  • ③ Module Number
    -Module 내 추가 확장 Slot이 있는 경우 사용(없는 경우 생략 가능)

  • ④ Interface Number
    -Interface 번호

📌Router Interface 종류

  • Console Port : Console Cable을 이용해 PC와 직접 연결하여 Router를 근거리에서 관리
  • Auxiliary Port : 모뎀을 통해 연결하여 Router를 원거리에서 관리
  • Ethernet Port : LAN(UTP Cable)을 연결하여 사용하기 위한 Port
  • Serial Port : WAN(Serial Cable)을 연결하여 사용하기 위한 Port

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