네트워크 기본 개념

IP 주소

• IP 주소란 인터넷 상에서 통신하기 위해 각각의 컴퓨터 및 통신장비에 부여하는 고유한 주소를 의미
  • 인터넷 통신을 하기 위해서는 IP 주소가 필수적으로 필요
  • IP 주소는 IPv4, IPv6 2가지 종류가 있으며, 일반적으로 IP 주소라 하면 IPv4 주소를 말함

IPv4 주소란?

• IPv4 주소는 32비트 길이의 식별자로 0.0.0.0~255.255.255.255까지의 숫자의 조합으로 이루어지며 총 네구간으로 나눠져있으며 최대 12자리의 번호로 이루어져 있음
• 표시 방법 : 8비트씩 4부분으로 10진수로 표시
  • 예시 : 202.30.64.22
• IPv4를 통해 최대 약 43억개의 서로 다른 주소를 부여할 수 있지만 전세계 공용으로 사용되며 인터넷 사용자수가 급증하면서 IPv4 주소가 고갈될 문제에 처했는데, 이러한 고갈 문제를 해결하기 위해 등장한 주소가 바로 IPv6

IPv6 주소란?

• IPv6 주소는 기존의 IPv4 주소 체계를 128비트 크기로 확장한 차세대 인터넷 프로토콜 주소
• IPv6 주소의 경우 일반적으로 16비트 단위로 나누어지며 각 16비트 블록은 다시 4자리 16진수로 변환되고 콜론으로 구분되어짐
  • 표시 방법 : 16비트씩 8부분으로 16진수로 표시
    • 예시 : 2001:0230:abcd:ffff:0000:0000:ffff:1111
  • 기존에 IPv4 주소가 최대 43억개를 만들 수 있는 반하여, IPv6 주소는 거의 무한대로 쓸 수 있음

CIDR

CIDR이란?

• 사이더(Classless Inter-Domain Routing, CIDR)란 클래스 없는 도메인간 라우팅 기법이라는 뜻
  • 클래스가 없다는 뜻은 네트워크 구분을 아래와 같이 Class로 하지 않는다는 것으로, Class는 CIDR가 나오기 전 사용했던 네트워크 구분 체계
  • CIDR가 나오면서 Class 체계보다 더 유연하게 IP주소를 여러 네트워크 영역으로 나눌 수 있게 되었음

• 도메인간 라우팅이라는 뜻은 위 그림에서 Inter-Domain의 형태
• CIDR는 위 Intra-Domain과 같이 각 네트워크 대역을 구분짓고 Inter-Domain과 같이 구분된 네트워크간 통신을 위한 주소 체계라고 이해하면 쉬움

• 표기 방법 : 비트 단위이며 0~32까지 표현이 가능
• 예시 : 192.168.10.0/24
• "/24" 이것이 사이더 표기법

• IP를 표현하는 방식이 옥텟(Octet)이라는 단위로 나누게 됨
  • 아래 그림과 같이 하나의 옥텟은 8비트로 이루어져 있으며 일반적으로 사용하는 IPv4 주소는 4개의 옥텟으로 이루어져 있음
  • 따라서 CIDR는 0~32까지 총 32비트까지 사용 가능

• CIDR이 "/24" 라면 앞에서부터 24비트 이후에 오는 4번째 옥텟(파란색 부분)을 전부 사용할 수 있다는 표현
  • 하나의 옥텟은 8비트로 2의8승인 256개 이기 때문에 143.7.65.203/24 일때 143.7.65.0 ~ 143.7.65.255까지 사용 가능
• 이렇게 CIDR 값이 각 자리의 옥텟을 전체를 포함하는 /8, /16, /24, /32 일 경우는 계산하기 쉬움
  • 0부터 그 자리에 해당하는 255까지라고 보면 되기 때문

Router

Router란?

• 라우터(Router)는 패킷의 위치를 추출하여 그 위치에 대한 최적의 경로를 지정하며 이 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치로 전향시키는 장치
  • 이때 최적의 경로는 일반적으로는 가장 빠르게 통신이 가능한 경로이므로, 이것이 최단 거리 일수도 있지만 돌아가는 경로라도 고속의 전송로를 통하여 전달이 되는 경로가 될 수 있음
  • 즉, 라우터는 이름 그대로 네트워크와 네트워크 간의 경로를 설정하고 가장 빠른 길로 트래픽을 이끌어주는 네트워크 장비
• 또한 라우터의 대표적인 기능은 네트워크와 네트워크를 연결하는 것이지만, NAT(Network Address Translation), 방화벽, VPN(Virtual Private Network), QoS(Quality of Service)등 다양한 부가 기능을 함께 제공하기도 함

라우팅 프로토콜(Routing Protocol)

• 정적 라우팅(Static Routing)
  • 관리자가 네트워크에 대한 경로 정보를 직접 지정하여 라우팅
  • 관리자에 의한 라우팅 정보만을 참조하여 라우터 자체 부담이 줄어들고 동적 라우팅보다 빠르며 안정적
  • 하지만 네트워크 변화가 빈번하거나 등록할 네트워크 수가 많을 경우 경로 설정을 변경하기 어려움

• 동적 라우팅(Dynamic Routing)
  • 대규모 네트워크에 사용하며 라우터 간의 변경된 네트워크에 대한 정보를 자동으로 교환하여 라우팅
  • 또한 Routing table을 자동으로 작성하여 관리자의 초기 설정만 필요
  • 다만 정적 라우팅보다 메모리를 많이 차지한다는 단점이 있습니다.

• IGP(Internal Gateway Routing Protocol)
  • 동일 그룹 네트워크에서 라우팅 정보를 교환할 때 사용되는 라우팅 프로토콜
  • 라우터로 서로 연결되어 있는 여러 개의 네트워크 집합을 도메인 or AS(Autonomous System)이라고 함
    • 해당 도메인과 AS 안에 존재하는 라우터는 도메인 내부 라우터로, 도메인 내부 경로 설정에 관한 프로토콜이 IGP

• Distance Vector
  • Routing table을 위한 요소를 거리와 방향에 중점을 둔 라우팅 알고리즘이며 Routing table을 연결된 라우터와 교환하여 생성
    • 홉 수를 기준으로 최적 경로를 결정
  • 모든 라우터들은 주기적으로 서로 Routing table을 교환하면서 라우팅 정보에 변화가 없는지 관리
  • 이에 대한 프로토콜은 RIP와 IGRP가 있음

• Link State Vector
  • Link State는 Distance Vector가 가지고있는 단점을 극복하고자 만들어음
  • Link State는 네트워크의 토폴로지 정보를 DB로 구성하고 이를 사용하여 SPF(Shortest Path First) 알고리즘을 사용하여 Routing table을 작성하는 한편 네트워크 상에서 변화가 있을때만 라우팅 정보를 전달
  • 그래서 주기적으로 라우팅 정보를 전송하는 Distance Vector보다는 트래픽이 적지만 토폴로지 등 다른 정보를 사용하기에 메모리를 많이 사용하며 또한 계층적 구조를 가져 환경설정이 복잡

• EGP(External Gateway Routing Protocol)
  • 다른 그룹과 라우팅 정보를 교환할때 사용되는 라우팅 프로토콜

라우터(Router)의 기능

• OSI 7계층 중 3계층에 속하는 장비이며 다음과 같이 크게 두 가지 기능을 함
  • 또한 3계층이므로 IP 주소를 사용하여 전달
  • 단 서로 같은 프로토콜을 사용해야 함

• 경로 설정(path determination)
  • 데이터 패킷이 목적지까지 갈 수 있는 길을 검사하고 어떤 경로로 전송하는 것이 가장 효율적일지 결정
• 스위칭(switching)
  • 경로가 결정되면 해당 경로로 데이터 패킷을 넘겨주는 것을 말함

Tip! OSI 7계층

🧸 OSI 7계층 정리 이동

라우팅 테이블(Routing table)

• 라우터는 라우팅 테이블에 경로에 대한 지도 정보를 유지
  • 하지만 지도 정보가 RAM에 유지되기 때문에 전원이 꺼지면 정보가 소실
  • 라우팅 프로토콜의 가장 중요한 목적이 바로 라우팅 테이블의 구성