[IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문] 3장

통신 방식

유니캐스트

• 1대1 통신
• 출발지와 목적지가 1:1로 통신

브로드 캐스트

• 1:모든 통신
• 동일 네트워크에 존재하는 모든 호스트가 목적

멀티캐스트

• 1:그룹 통신
• 하나의 출발지에서 다수의 특정 목적지로 데이터 ㅈ너송

애니캐스트

• 1대1 통신(목적지 동일 그룹 내 1개 호스트)
• 다수의 동일 그룹 중 가장 가까운 호스트에서 응답

타입	통신 대상	범위
유니캐스트	1:1	전체 네트워크
브로드캐스트	1:모든	서브넷(로컬 네트워크)
멀티캐스트	1:그룹	정의된 구간
애니캐스트	1:1	전체 네트워크

구분은 출발지가 아니라 목적지 주소를 기준으로 구분한다.

BUM 트래픽

• B(Broadcast), U(Unkonwn Unicast), M(Multicatst)

언노운 유니캐스트는 목적지 주소는 명확히 명시되어있지만 네트워크 동작은 브로드캐스트와 같을때
스위치가 목적지에대한 주소를 학습 못한 상황에서 모든 포트로 전송함
BUM 트래픽이 많아지면 네트워크 성능이 저하됨

MAC(Media access Control) 주소

2계층에서 통신을 위해 네트워크 인터페이스에 할당된 고유 식별자

MAC 주소 : 48비트 16진수 12자리
00 | 00 | 00 | 00 | 00 | 00 |
앞의 24비트 = OUI -> IEEE가 제조사에 할당하는 부분
뒤의 24비트 = UAA -> 각 제조사에서 네트워크 구성 요소에 할당하는 부분

• MAC의 주소는 유일하지 않을 수 있음 동일 네트워크에서만 중복되지 않으면 됨

MAC 주소 동작

NIC는 자신의 주소를 가지고 있고 전기 신호가 들어오면 2계층에서 데이터 형태(패킷)으로 변환 내용을 확인하여 도착지 MAC 주소를 확인. 만약 도착지 MAC 주소가 자신이 갖고 있는 MAC 주소와 다르면 그 퍠킷 폐기. 처리해야 할 주소로 인지하면 패킷 정보를 상위 계층으로 넘겨준다.

• 상위 계층으로 갈 경우 NIC 자체적으로 패킷을 처리하는 것이 아닌 OS나 애플리케이션에서 처리해 시스템 부하가 작용한다.

• MAC 주소는 단말이 아닌 NIC에 종속된다. 단말은 NIC를 여러개 가질 수 있으므로 MAC 주소도 여러개 가질 수 잇음

IP 주소

2계층 물리 주소인 MAC 사용
3계층 논리 주소인 IP 주소를 사용

• 3계층 주소 특징
  1. 사용자가 변경 가능한 논리 주소
  2. 주소에 레벨이 있고. 그룹을 의미하는 네트워크 주소와 호스트 주소로 나뉨

IP 주소 체계

IPv4 = 32비트 IPv6 = 128비트

• 네트워크 주소
  호스트들을 모은 네트워크를 지칭하는 주소.

• 호스트 주소
  하나의 네트워크 내에 존재하는 호스트를 구분하기 위한 주소01

구분자 위치에 따라 A,B,C,D,E 클래스로 구분된다.
클래스를 도입하므로 고정 네트워크에 비해 주소를 절약할 수 잇다는 장점이 있음

클래스풀과 클래스리스

클래스 기반의 IP 주소 체계 = 클래스풀 -> 서브넷 마스트 필요없음

클래스 풀 기반으로는 IP 주소 부족과 낭비 문제가 발생하여 이것을 해결하기 위해 3가지 보존, 전환전략을 만들어냄

1. 클래스리스, CIDR(Classless Inter-Domain Routing) 기반 주소 체계 -> 단기
2. NAT와 사설 IP 주소 -> 중기
3. 차세대 IP IPv6 -> 장기 대책

TCP UDP

계층 간 데이터 전송 중 가장 중요한 2가지
1. 각 계층에서 정의하는 정보 -> 4계층 ACK번호
2. 상위 프로토콜 지시자 정보 -> 2계층 이더 타입, 3계층 프로토콜 번호, 4계층 포트 번호'

4계층의 목적 - 애플리케이션에서 사용하는 프로세스를 정확히 찾아가고 데이터를 분할한 패킷을 잘 쪼개고 잘 조립하기

TCP

TCP 프로토콜은 신회할 수 없는 공용망에서도 정보 유실 없는 통신을 보장하기 위해 세션을 안전하게 연결하고 데이터가 잘 전송되었는지 확인하는 기능이 있음.
패킷에 번호(Sequence Number)를 부여하고 잘 전송되었는지 응답(Acknowledge Number)하고 전송 크기(Window size)를 고려해 통신함

UDP

데이터 전송을 보장하지 않는 프로토콜, 단방향으로 다수의 단말과 통신해 응답을 받기 어려운 경우에 사용된다.

ARP(Address Resolution Protocol)

상대방의 MAC주소를 알아내기 위해 사용되는 프로토콜

APR이란

데이터 통신은 2계층 물리적 주소인 MAC과 3계층 논리적 IP 주소 두 개가 사용됨
두 주소는 전혀 연관성이 없으므로 두개의 주소를 연계시켜 주기 위한 메커니즘이 APR

1. 의 MAC 주소를 알아내려면 ARP 브로드캐스트를 이용 네트워크 전체에 상대방의 MAC 주소를 질의한다.

2. 로드캐스트를 받은 목적지는 ARP 프로토콜을 이용해 자신의 MAC 주소를 응답.

3. 작업이 완료 후 출발지, 목적지 둘다 상대의 MAC 주소를 학습하고 패킷이 정상적으로 인캡슐레이션 되어 상대방에게 전달됨

• NAT,NIC