Network 정리 (IP, switch, interface etc.)

🖥️ 네트워크 입문 정리

본 내용은 널널한 개발자 TV의 네트워크 입문 강의를 공부하고 정리한 내용입니다.

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📌 개요

사실 나는 네트워크 계층에 대해 깊이 알지 못했다. 패킷, 세션 같은 개념적인 조각들은 알고 있었지만, 체계적으로 공부하지 않았다. 이유를 대자면, 어떤 기술이 있는지도 모르는데 숲을 공부하면 의미가 퇴색될 것 같았기 때문(핑계일 수도 있다). 하지만 이번 기회에 확실히 정리해보려고 한다. 💪

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🌍 OSI 7 Layer

OSI 7 계층은 다음과 같이 구성되어 있다.
1. Application Layer
2. Presentation Layer
3. Session Layer
4. Transport Layer
5. Network Layer
6. Data Link Layer
7. Physical Layer

📌 하지만 직관적으로 와닿지는 않는다. 🤔

📌 미 국방부의 4 계층 모델

미 국방부에서는 OSI 7 Layer를 다음과 같이 4 계층으로 단순화한다.
• Application (Application, Presentation, Session)
• Transport - TCP
• Network - IP (Driver 포함)
• Access (Data Link, Physical) → NIC

각 계층에서 사용되는 자원은 다음과 같다:
• Process: 유저 모드의 작업 (Application)
• Socket: 네트워크 관련 커널 구성 요소를 추상화한 파일 (인터페이스)
• TCP/IP: 커널 구성 요소
• Driver: 하드웨어나 장치를 제어하는 프로그램
• NIC: 네트워크 인터페이스 카드 (LAN 카드 등)

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🆔 식별자란?

네트워크에서 사용되는 다양한 식별자들이 존재한다.

Port 🔢
• 분야마다 의미가 다를 수 있다.
• Application에서는 프로세스에 대한 식별자 역할
• Transport, Network에서는 서비스에 대한 식별자 역할
• Access에서는 인터페이스 번호 역할

IP 🌎
• Host(인터넷에 연결된 컴퓨터)에 대한 식별자
• 하나의 NIC에 여러 개의 IP 주소를 바인딩 가능

MAC 🏷️
• NIC(LAN 카드 등)의 식별자
• MAC 주소는 변경 가능

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🌐 IPv4 주소 체계

✅ IP란?

IP는 Host에 대한 식별자 역할을 한다. 행정체계를 예로 들어보자:
• 대한민국 행정체계 → Network
• 개인 → Host
• 주민번호 → IP 주소

✅ IPv4 vs. IPv6
• IPv4: 주소 길이 32bit → 대략 43억 개의 주소 가능
• IPv6: 주소 길이 128bit → 사실상 무한대 🎉

✅ IP 주소 구조

IP 주소의 예시: 192.168.60.14
• .을 기준으로 각 그룹은 0~255 (8bit)
• Network ID + Host ID 구조
• 192.168.60 → Network ID
• 14 → Host ID

• 192.158.60.14 & 255.255.255.0
• 여기서 첫번째 그룹만 보면 = 1100 0000 & 1111 1111 = 1100 0000 (그대로)
• 마지막 그룹만 보면 = 0000 1110 & 0000 0000 = 0000 0000 (0 밖에 안나옴)
• (서브넷 마스크) 255.255.255.0 → 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000 ⇒ 총 24 비트
  • 표기할때 192.168.60.14/24 로 표시하기도 함

Subnet Mask 🏡
• 네트워크 ID의 길이를 나타냄
• 예: 192.168.60.14/24 → 24bit가 네트워크 ID

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🔄 Switch와 Switching

✅ Switch란?

Switch는 패킷이 올바른 목적지로 갈 수 있도록 경로를 선택하는 장치이다. 이를 Switching이라고 한다.

🚗 고속도로에 비유하면:
• Switch → 교차로
• 길 → 경로, 인터페이스
• 자동차 → 패킷
• 이정표 → 라우팅 테이블

📌 인터넷은 Router의 집합체이다. 가장 효율적인 경로를 찾기 위해 라우팅 테이블을 참고한다.

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📦 네트워크 데이터 단위 정리

각 계층에서 다루는 데이터 단위는 다음과 같다.
1. Application (Socket 수준) → Stream 📄
2. TCP → Segment ✂️ (데이터를 자름)
• 최대 크기: MSS (Maximum Segment Size)
3. IP → Packet 📦
• MSS는 패킷의 최대 크기 (MTU, 보통 1500Bytes)를 기준으로 결정
4. Access → Frame 🎁
• 패킷을 담는 컨테이너 역할

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🔍 네트워크 인터페이스 선택 원리와 기준

만약 내 컴퓨터가 KT와 SKT 인터넷을 동시에 사용 중이라면? 🤔
• KT, SKT → 네트워크 인터페이스
• 선택 기준 → 비용(Metric)
• 네트워크 연결 우선순위는 Metric 값을 기준으로 결정됨

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🎯 마무리

이번 정리를 통해 네트워크의 기본 개념을 탄탄하게 다질 수 있었다. 🏗️ 앞으로 더 깊이 있는 학습을 통해 실무에서도 활용할 수 있도록 해야겠다! 🚀