3계층 1

이정훈·2023년 1월 27일

네트워크

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2계층을 복습하자면 MAC 물리적 주소 고유번호
MAC프로토콜을 활용하여 주변과 연결하고 만나는 역할
이를 넘어서 다른 네트워크 대역을 넘어가기 위한 3계층

3계층 기능

3계층에서 쓰는 주소

IPv4 : 현재 PC에 할당된 IP주소
서브넷 마스크 : IP주소에 대한 네트워크의 대역을 규정하는것
게이트웨이 주소 : 외부와 통신할 때 사용하는 네트워크의 출입구(공유기 IP주소)

서로 다른 LAN을 찾아가는 역할
다른 네트워크 대역 즉, 멀리 떨어진 곳에 존재하는 네트워크까지 전달하는 기능

IPv4 주소 확인
CMD - IPCONFIG
IPv6 주소 확인 가능 하지만 아직 사용하지는 않음, 같이 사용하기는 하지만 단독으로 사용하지는 않음.
서브넷 마스크와 기본 게이트웨이는 IPv4주소와 같이 항상 확인해 주어야 한다.
위 세가지가 없으면 인터넷을 사용할 수 없음

3계층 프로토콜

ARP 프로토콜

IP주소를 이용해 MAC주소를 알아오는 프로토콜

IPv4 프로토콜

실질적으로 통신을 위한 프로토콜
WAN에서 통신할 때 사용

ICMP 프로토콜

서로 통신되는지 확인할 때 사용하는 프로토콜

일반적인 IP 주소

Classful IP 주소

참고

IP 주소 표기 방식은 보기 쉽게 10진수를 사용
1byte로 표현할 수 있는 최대 숫자
00000000~11111111
0.0.0.0~255.255.255.255

A 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 첫번째 필드는 네트워크를 구분하는 주소, 나머지는 호스트를 구분
- 0 0000000 . 0000000.00000000.00000000
  ~ 0 1111111 . 11111111.11111111.11111111
- 0 ~ 127 즉 128개의 강의장 각 각에 들어갈 수 있는 컴퓨터 수는 나머지 뒤 3개 필드 수
B 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 두번째 필드는 네트워크를 구분하는 주소, 나머지는 호스트를 구분
- 10 000000.00000000.00000000.00000000
  ~ 10 111111.11111111 . 11111111.11111111
- 128.0 ~ 191.255 개의 강의장이 있고 각 각에 들어갈 수 잇는 컴퓨터 수는 나머지 뒤 2개의 필드 수
C 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 세번째 필드는 네트워크를 구분하는 주소, 나머지는 호스트를 구분
- 110 00000.00000000.00000000 . 00000000
  ~ 110 11111.11111111.11111111 . 11111111
- 192.0.0 ~ 223.255.255 개의 강의장이 있고 각 각에 들어갈 수 잇는 컴퓨터 수는 나머지 뒤 1개의 필드 수
D 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 멀티캐스트용으로 사용하는 주소
- 1110 0000.00000000.00000000.00000000
  ~ 1110 1111.11111111.11111111.11111111
E 240.0.0.0 ~ 255.255.255.255 연구목적으로 사용하지 않는 IP주소
- 11110 000.00000000.00000000.00000000
  ~ 11111 111.11111111.11111111.11111111

Classfulless IP 주소

IP주소를 낭비하지 않기 위해 사요하는 것이 서브넷 마스크
네트워크 ID : 해당 네트워크 대역에서 가장 작은 IP주소, 해당 네트워크 대역을 대표하는 IP
브로드캐스트 주소: 해당 네트워크 대역에서 가장 큰 IP주소, 해당 네트워크 대역에 모든 시스템에 통신을 할 때 사용하는 IP
호스트 할당 가능한 주소 : 해당 네트워크 대역에서 가장 작은 IP주소 +1 ~ 해당 네트워크 대역에서 가장 큰 IP주소 -1
게이트웨이 주소 : 해당 네트워크 대역에서 가장 작은 IP주소 +1 or 해당 네트워크 대역에서 가장 큰 IP주소 -1
ex)
IP 192.168.0.100 11000000.10101000.00000000.01100100
서브넷 마스크 255.255.255.0
11111111.1111111.11111111.00000000
우리의 네트워크 대역은 192.168.0 이다.
서브넷 마스크 255.255.0.0
우리의 네트워크 대역은 192.168 이다.

네트워크 ID

네트워크 대역을 대표하는 것, 구하는 방법은
ex)
178.145.20.16
10100010.10010001.00010100.00010000
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
네트워크 ID는 서브넷 마스크로 자르고 그 뒤를 0으로 채운 값
10100010.10010001.00010100.0000000
서브넷 마스크클래스풀 한 네트워크 대역을 나눠주는데 사용
어디까지가 네트워크 대역을 구분하는데 사용하고 어디서부터 호스트를 구분하는데 사용하는지 지정
32bit 4바이트
- ex) 255.255.255.192 -> 11111111.11111111.11111111.11000000
2진수로 표기했을 때 1로 시작, 1과 1사이에는 0이 올 수 없다.
표기방법중하나
IP주소뒤에 / 1의 개수 (24)
- ex) 10.1.0.0/16 네트워크 대역 표시방법
  00001010.00000001.00000000.0000000
  11111111.11111111.00000000.0000000
실습
1. IP주소랑 서브넷마크를 2진수로 변경한다.
2. 서브넷 마스크에서 1에서 0으로 변경되는 곳을 기준으로 IP주소를 네트워크 ID와 호스트 주소로 나눈다.
3. 호스트를 전부 0으로 변경
4. 다시 10진수로 변환
  문제1
  128.34.235.89
  10000000.00100010.11101011.0 1011001
  255.255.255.128
  11111111.11111111.11111111.1 0000000
  네트워크 대역 대표 ID
  10000000.001000110.11101011.000000
  문제2
  147.79.123.172
  255.255.224.0
  147.79.123.172
  10010011.01001111.011 1011.10101100
  255.255.224.0
  11111111.11111111.111 0000.00000000
  네트워크 대역 대표 ID
  10010011.01001111.0110000.00000000
  147.79.96.00000000

브로드캐스트 주소

네트워크 대역에 있는 모두에게 말하기 위한 주소
개인적으로 사용할 수 없음(컴퓨터에 할당할 수 없다)
네트워크 ID를 0으로 채웠다면 브로드캐스트 주소는 1로 채워진 상태

게이트웨이 주소

어딘가로 가려면 일단 여기로 가야함

사용가능한 IP주소

호스트 주소를 0으로만 1로만 사용할 수 없기에 그범위는 그 사이

사설 IP와 공인 IP

공인IP(Public IP)

사설IP

낭비하지 말자고 서브넷마스크로 쪼개서 사용했는데 여전히 24, 16개를 나눠서 사용 이로인해 사설 IP와 공인 IP개념이 생겼음
하나의 IP를 가지고 그 안에서 네트워크 대역을 나누는 것이다.
NAT : 어떤 IP를 다른 IP로 바꿔주는 기술
이를 사용해서 사설 IP를 공인 IP로 변경해서 사용
사설 IP로 인터넷을 사용하면 공인 IP로 변경되어서 외부로 나가게 된다.
공유기로 나갈 때 사설IP를 기록 공인IP로 나갔다가 정보를 받을 때 사설IP로 정보를 전송
외부에서 들어올때는 공인 IP를 작성한 후에 들어오는 위치를 사설IP로 설정하면 외부에서 찾아서 들어올수 있다.
보안을 강화하기위해 들어올 수 있는 구멍은 공인 IP로만 통해서만 들어올 수 있다.
사설 IP는 공유기에서 설정할 수 있다.
컴퓨터가 외부로 나가기 위해 필요한 것이 게이트웨이 주소(공유기 주소, 나가기위한 주소)
게이트웨이 주소는 호스트로 사용할 수 있는 수 중에 가작 작은 수 or 가장 큰 수를 사회적으로 약속하여 사용중(공유기의 IP)