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pawer·2021년 1월 8일
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Subject

네트워크 이해하기

참조

What is an IP address

  • IP주소?
    • 컴퓨터 네트워크에서 장치들이 서로를 인식하고 통신을 하기 위해 사용하는 특수한 번호.
      • 네트워크에 연결된 장치가 라우터이든, 일반 서버든 모든 기계는 특수한 번호를 가지고 있어야 한다.
      • IP주소는 인터넷에서 사용하는 전화번호라고 할 수 있다.
      • IP주소는 IPv4 를 주로 사용하다 길이를 늘린 IPv6가 널리 사용되는 추세이다.

IPv4 구조

  • IPv4는 4byte공간에 표현하는 논리적인 주소체계이다.
    • 1byte에 표현할 수 있는 10진수는 0~255이다. 따라서 0.0.0.0 ~ 255.255.255.255의 IP주소가 존재할 수 있다.
      • 이 때 각 byte에 저장된 수를 .으로 구분하며 Octet(8bit / 1byte)이라 표현한다.
      • 이론적으로 IP는 256^4 = 4,294,967,296개의 수를 가질 수 있다.

물리적 주소 체계

  • IP가 논리적인 주소체계라면 물리적 주소체계는 무엇일까?
    • 물리적 주소는 흔히 MAC(Media Access Control)주소라 한다.
    • 물리적인 주소는 LAN(Local Area Network) 또는 Ethernet 이라 불리는 망에서 통신을 위해 사용된다.
    • MAC은 자신이 속한 네트워크 안에서만 통신이 된다.
    • 이후 네트워크를 빠져나가는 장치인 Router를 지나면 IP를 이용하여 통신한다.

NetworkID 와 HostID

  • IP주소에는 Network ID와 Host ID가 존재한다.
  • Network ID는 인터넷의 모든 Host를 전부관리하기 힘들기 때문에 보다 큰 범위(그룹)을 식별하기위한 ID이다.(Network의 범위)
  • Host ID는 호스트 개개인을 관리하기위해 사용하는 것이다.
  • 우리가 인터넷을 쓸 때 Routing으로 목적지를 알아내고 찾아가기 위해서는 NetworkID와 HostID모두를 알아야 한다. IP주소에서 이를 구분하려면 서브넷 마스크가 필요하다.(서브넷 마스크의 역할은 구분말고도 더 많다 - 후술)

IP Class란

  • IP주소를 A,B,C,D,E Class로 나누어서 Network ID와 Host ID를 구분할 수 있다.
  • A Class
    • 비트가 0으로 시작한다.
    • Network ID는 1Byte로 표현. ( 시작비트가 0이니깐, 0~127 )
    • 나머지 3Byte에 Host ID표현 가능. ( 많다. )
  • B Class
    • 비트가 10으로 시작
    • Network ID는 2Byte로 표현. ( 시작비트가 10이니깐, 최소값은 128(2^7) )
    • Host ID는 2Byte범위에 표현 가능
  • C Class
    • 비트가 110으로 시작
    • Network ID 3Byte로 표현. ( 시작 비트가 110이니깐, 최소값은 192(2^7 + 2^6) )
    • Host ID는 1Byte범위에 표현가능
  • D, E는 잘안씀임..

IP Class 구분하는 방법

  • 첫번째 옥텟(Octet)으로 구분가능.
    • 클래스마다, 시작 bit가 정해져있으니깐 표현가능한 범위로 구분할 수 있다.
      • A Class: 0 ~ 127 (0.0.0.0 ~ 127.255.255.255)
      • B Class: 128 ~ 191 (128.0.0.0 ~ 191.255.255.255)
      • C Class: 192 ~ 223 (192.0.0.0 ~ 191.255.255.255)

What is a Netmask

서브넷이란 ?

  • IPv4는 이론적으로 약 42억개의 네트워크 장치에 IP Address를 부여할 수 있다.
    • 근데 만약 A 클래스 네트워크에서 사용할 수 있는 Host ID를 다안쓰면, 약 1600만개 이상의 ip주소는 쓰레기되는거 아닌가 ?
    • 이런 문제를 해결하기 위해 IP를 사용하는 네트워크 장치의 수에 따라 효율적으로 사용하도록 하는 서브넷(Subnet) 등장하였다.

서브넷 마스크란?

  • 서브넷 마스크는 IP 주소 체계의 Network ID와 Host ID를 넷 마스크를 통해서 네트워크 영역을 분리 시키는 개념이다.
  • 서브넷 마스크 형태는 ip주소와 똑같이 32bit의 2진수로 되어있으며, 1byte마다 .으로 구분한다.
  • 형태가 같은 이유는 and연산을 하기 위해서이다.
  • IP 주소에 /24와 같은 것은 서브넷 마스크의 bit수를 의미한다. (1이 24개이다.)
    • 단순히 IP주소의 클래스를 구분할 때 서브넷 마스크로 구분하는건 잘못된 방식.

서브넷팅 이해하기

  • 넷 마스크를 이용해서 네트워크를 나누는 것.
  • A클래스 IP주소 1.1.1.1을 할당.
    • 이 IP의 Network ID는 1.0.0.0
    • 이 IP의 Host ID는 0.1.1.1
    • 이때 Host ID가 될수있는 범위는 0.0.0.0 ~ 0.255.255.255로 16,777,216개이다.
  • 이 때 A클래스의 기본 서브넷 마스크는 255.0.0.0이다.
  • 그렇다면 서브넷 마스크를 255.255.0.0으로 바꾼다면 ??
    • 앞의 2byte(16bit)가 Network ID의 범위에 속하기 때문에, 그만큼 Host ID의 범위가 줄어들게 된다. (0.0.0.0 ~ 0.0.255.255로 65,534개)
    • 즉, 서브넷 마스크로 Host ID의 범위를 좁혀서 기존 약 1600만개의 트래픽을 약 6500개로 줄일 수 있다.

서브넷팅의 특징

  • 2진수로 표현했을 때 Network ID부분은 1이 연속적으로 존재해야 한다.
  • Host ID부분은 0이 연속적으로 있어야한다.
    • 101 01 0010 이런식으로는 서브넷마스크가 될 수 없다.
  • 서브넷 마스크가 1bit씩 늘어날때마다 Network ID가 2배씩 확장된다. 반대로 Host ID는 2배씩 줄어든다.
  • 서브넷팅을 통해 Network ID가 확장되므로 인해 할당할 수 있는 네트워크의 수가 늘어난다. 하지만 네트워크가 분리되므로 인해 서로 통신을 위해서는 라우터를 통해서만 가능하다.
    • 긍까, 확장된 부분은 원래내께아니니깐 라우터를 통해서 통신할 수 있다.
    • 물론 각 네트워크에 속해 있는 호스트들은 라우터를 거치지 않아도 됨.
  • 서브넷팅은 특정 몇 군데의 호스트에서 많은 트래픽을 발생시켜 속도를 저하시키는 문제를 해결 할 때 용이하다. ( 이건 아직 이해를 못함.. )

서브넷팅 계산 방법

What is the broadcast address of a subnet

What are the differences between public and private IPs

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What is UDP

What are the network layers

What is the OSI model

What is a DHCP server and the DHCP protocol

What is a DNS server and the DNS protocol

What are the rules to make 2 devices communicate using IP addresses

How does routing work with IP

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What is a port from an IP point of view and what is it used for when connecting to another device

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