5장. 네트워크 계층

jj·2021년 1월 10일

모두의 네트워크

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다음은 <모두의 네트워크>를 읽고 작성한 내용입니다

개요

IP

Router

IP address

서브넷

라우팅

lesson 17. 네트워크 계층의 역할

1) 네트워크 간의 연결 구조

다른 네트워크에 있는 목적지로 데이터를 전달하려면 네트워크 계층이 필요하다.
데이터 링크 계층에서는 이더넷 규칙을 기반으로 데이터의 전송을 담당한다
- 이에 따라 같은 네트워크에 있는 컴퓨터로는 데이터를 전송할 수 있지만, 인터넷이나 다른 네트워크로는 데이터를 전송할 수 없다
- 데이터 링크계층의 기능만으로는 해당 네트워크안에서만 통신이 가능하다
네트워크 계층의 역할: 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 계층
- 이 계층을 통해 다른 네트워크로 데이터를 전송하려면 라우터가 필요
라우터: 데이터의 목적지가 정해지면 해당 목적지까지 어떤 경로로 가는 것이 좋은지를 알려준다. 그러나 데이터를 보내려는 상대가 어디에 있는지 모르면 라우터도 목적지 까지의 경로를 알려주지 못한다 (보내는 곳의 주소를 모르는데 택배를 보낼 수가 없다!)
- 즉, 네트워크에서도 데이터를 보내려면 목적지 주소와 경로 설정이 반드시 있어야한다
  - 맥주소는 아니다
    - why? 랜에서는 맥주소만으로도 통신할 수 있지만, 다른 네트워크에는 데이터를 보낼 수 없다. 따라서 맥주소가 아닌 네트워크를 식별할 수 있는 다른 주소;IP주소를 사용한다
  - IP주소: 어떤 네트워크의 어떤 컴퓨터인지를 구분할 수 있도록 하는 주소
    - IP주소를 통해 다른 네트워크에 있는 목적지를 지정할 수 있다.
  - 라우팅: IP주소 뿐만아니라, 데이터를 어떤 경로로 보낼지도 결정해야 한다
    - 라우팅은 라우터가! (레이어 3 스위치로도 가능)
      
      레이어 3 스위치: 네트워크를 분할하여 라우팅을 할 수 있는 네트워크 장비
    - 이 라우터를 사용하여 거리에 관계없이 다른 네트워크로 데이터를 보낼 수 있다
    - 라우팅 테이블이 있어서 경로 정보를 등록하고 관리한다

2. IP

네트워크 계층에는 IP라는 프로토콜이 있다
네트워크 계층에서는 캡슐화할 때 IP헤더를 붙인다 -> 이렇게 만들어진 것을 IP패킷이라고 한다
IP헤더의 예 (출발지 IP주소, 목적지 IP주소만 기억한다)
- IP 패킷: IP 프로토콜을 사용하여 캡슐화할 때는 데이터 IP헤더가 추가되어 만들어진 것
  
  데이터 링크 계층에서는 프레임이었는데, 네트워크 계층에서는 IP패킷이라니 각 계층에 따라 사용하는 용어가 달라진다

lesson 18. IP주소의 구조

IP 주소

IP주소: 인터넷서비스제공자(ISP)에게 받을 수 있다
IP 버전
- IPv4: 32비트로 되어있어서 IP주소를 약 43억개 만들 수 있다. 그러나 이게 부족(!!)해져서 IPv6주소를 사용하게 된다...
- IPv6: 128비트로 되어있어서 IPv4주소보다 많은 IP주소를 만들 수 있다
IPv4 버전의 주소에서는, 사용할 수 있는 주소의 수가 고갈되고 있기 때문에, 인터넷에 직접 연결되는 컴퓨터나 라우터에는 공인 아이피주소를 할당, 회사나 가정의 랜에 있는 컴퓨터는 사설 아이피주소를 할당한다

예. 랜 안에 컴퓨터가 여러 대 있다면, 공인 아이피주소는 사용할 수 있는 숫자가 제한되므로 컴퓨터 한대 당 공인 아이피 주소를 하나씩 할당하기가 어렵다. 그래서 공인 아이피는 라우터(혹은 공유기)에만 할당하고 랜 안에 있는 컴퓨터에는 랜의 네트워크 관리자가 자유롭게 사설 아이피주소를 할당하거나 라우터의 DHCP기능을 사용하여 주소를 자동으로 할당한다(공인 아이피 절약가능)

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)
: 아이피 주소를 자동으로 할당하는 프로토콜

공인 아이피 주소와 사설 아이피 주소는 모두 2진수의 32비트를 동일하게 사용한다
IP주소와 mac주소는 비트수가 다르다
- 맥주소는 48비트로 구분하기 쉽도록 16진수로 표시
- 아이피 주소는 32비트로 구분하기 쉽도록 10진수로 표시
- 조금더 읽기 쉽도록 8비트 10진수로 변환
IP주소는 네트워크 ID와 호스트 ID로 나뉘어진다
- 네트워크 ID: 어떤 네트워크인지 나타냄
- 호스트 ID: 해당 네트워크의 어느 컴퓨터인지 나타냄

lesson 19. IP 주소의 클래스 구조

1. IP주소 클래스

IPv4의 IP주소는 32비트이다
- 네트워크 아이디를 크게 만들거나, 호스트 아이디를 작게 만들어 네트워크 크기를 조정할 수 있다
- 네트워크 크기는 클래스로 구분한다
일반 네트워크에서는 A~C클래스까지 사용가능

lesson 20. 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소의 구조

1. 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소

네트워크 주소와 브로드캐스트 주소는 특별한 주소로 컴퓨터나 라우터가 자신의 아이피 주소로 사용하면 안된다
네트워크 주소: 전체 네트워크에서 작은 네트워크를 식별하는 데 사용(전체 네트워크의 대표주소 격)
- 호스트 아이디가 10진수로 0이면, 그 네트워크 전체를 대표하는 주소가 된다.
  예. 192.168.1.1~192.168.1.6의 아이피 주소를 가진 컴퓨터는 192.168.0.1의 네트워크에 있다고 생각하면 된다
브로드캐스트 주소: 네트워크에 있는 컴퓨터나 장비 모두에게 한 번에 데이터를 전송 하는데 사용되는 전용 아이피 주소