네트워크 계층

정문·2022년 6월 8일

network

Network

목록 보기

7/12

3계층으로 패킷 포워딩과 네트워크간 라우터를 통한 라우팅 수행
IP주소를 사용하여 통신, 계층적 구조
대표장비로는 라우터가 있음

IP

네트워크 계층에서 통신하는 주요 프로토콜
CMD에서 ifconfig 명령어로 확인가능

IP 구조

IP는 헤더와 페이로드로 구성되어 있음
헤더는 목적지 & 출발지 IP 주소 등을 포함, 페이로드는 전송되는 데이터를 의미함

IPv4 헤더구조

Version : IP 버전
Header Length(HLEN) : 헤더 길이
Type of Service : 서비스 품질
Total Packet Length : IP패킷 전체길이
Identifier, Flags, Offset : IP Fragment 필드로 단편화와 재조합에 대한 부분
Time to Live : IP 패킷 수명
Protocol ID : 데이터에 포함되어 있는 상위 계층의 프로토콜 정보
Header Checksum : 오류 검출
Source, Destination IP Address : 출발지 & 목적지 IP 주소
IP Header Options & Padding : 옵션, 연구나 테스트 용도이므로 통신에는 미관여

IP 주소 클래스

IP 주소 구성

2진수 32비트로 구성, 알아보기 힘드므로 10진수로 표현

네트워크와 호스트

IP주소는 브로드캐스트 영역인 네트워크 부분과 개별 단말기 영역인 호스트 부분으로 나뉨

ex) 192.168.1.0~255. 192.168.1 부분 = 네트워크, 0~255 부분 = 호스트

IP 주소 클래스

네트워크의 크기에 따라 5개의 클래스(A,B,C,D,E)로 구분

A 클래스 : 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255
B 클래스 : 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
C 클래스 : 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
D & E 클래스 : 멀티캐스트용(224.0.0.0 ~ 239.255.255.255)과 연구용(240.0.0.0 ~ 255.255.255.254)

라우터

목적지 IP주소를 확인하고 하나 이상의 네트워크 간 패킷의 경로를 선택하여 전송

역할

Router : 네트워크 간 패킷을 전송해주는 장비
Routing : 네트워크 간 패킷을 전달하는 경로를 선택하는 과정, Static & Dynamic
Routed : 라우터가 라우팅을 해주는 대상, IP

인터페이스

라우터의 접송 가능한 포트를 의미
통신용 & 관리용으로 구분

통신용은 UTP, 광, 무선으로 구성, WAN(Router to Router)연결은 시리얼 포트도 존재
관리용은 보통 콘솔이라 부르며 원격에서 접속 불가 or 장애 시 장비에 직접 연결할 때 사용

서브넷 마스크

네트워크를 여러개의 작은 네트워크 서브넷(부분망)으로 구분하는것을 서브넷 마스크라고 함

디폴트 게이트웨이 : 다른 네트워크로 패킷 전송시 거쳐야 하는 거점
Prefix 표기법 : 서브넷 마스크 표기를 간단히 표현, 네트워크 영역의 비트 "1"의 개수를 의미
A클래스 : 255.0.0.0 = /8, B클래스 : 255.255.0.0 = /16, C클래스 : 255.255.255.0 = /24로 표현
위 사진의 255.255.255.240는 Prefix표기법에 의해 /28로 표현됨

계산법

서브넷 마스크는 2진수로 "1"인 부분은 네트워크, "0"인 부분은 호스트가 됨

할당된 네트워크 영역을 좀 더 효율적으로 사용하기 위해 부분망으로 쪼개어서 구성하는 것을 서브네팅이라고 함.

예시)

IP주소 : 209.217.12.11, 서브넷 마스크 : 255.255.255.0
209.217.12.11 = 11010001.11011001.00001100.00001011
255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
209.217.12.0  = 11010001.11011001.00001100.00000000 -> 서브넷 네트워크

255.255.255.0은 호스트영역인 "0"이 8개이므로 2의 8승 = 256개 IP 할당가능
이를 209.217.12.0/24라고 표현

ICMP

인터넷 제어 메시지 프로토콜. IP통신은 목적지에 패킷을 정상적으로 전달하는 방법은 있지만 에러 발생시 처리 불가. ICMP는 IP통신으 ㅣ에러 상황을 출발지에 전달 & 메시지 제어 역할을 함

Ping & Traceroute 명령어를 사용

ICMP 구조

Type : ICMP 메시지 종류
Code : 메시지 Type별 세부 코드 정보
Checksum : ICMP 헤더 손상 여부 확인

ICMP Type

0~254까지 정의, 주로 쓰이는 타입은 아래 사진으로 오류 보고와 정보성으로 나뉨
정보용 : 0,8,9,10 / 오류 보고용 : 3,5,11,12

Type 8 & 0

Echo Request와 Reply를 의미. 네트워크 문제 진단시 사용되며 출발지에서 목적지 IP로 ICMP Echo Request메시지를 보내면 목적지는 Echo Reply로 응답함. 목적지 도달 여부, RTT(Round-Trip delay Time), Hop count 확인