학교 마지막 학기를 재학 중인데, 네트워크 관련 학습도 진행하고자 해당 강의를 수강하였다.
내용들을 정리하며 시험공부도 진행하고자 한다~
전체적으로 깊고 detail한 부분까지 파고들진 않고, 기본적인 것만 정리하려 한다..
(깊게 들어가면 시간적으로도 여유가 없기에..)
기본적인 용어부터 살펴보고 시작하자..
✅ Termination
인터넷: 네트워크의 네트워크
패킷트레이서 : 시스코 네트워크 아카데미에서 개발한 네트워크 시뮬레이션 소프트웨어
PAN : 연결된 무선 장치가 개인 범위 내에 있는 소규모 네트워크를 설명하는데 사용되는 용어
LAN : 소규모 비즈니스, 일부 지역(집, 대기업 내 부서) 네트워크를 설명하는데 사용되는 용어
WAN : 장거리 네트워크에 대해 LAN간 연결, 인터넷 연결 제공하는 LAN 집합
무선네트워크 : 전선 대신 전자파를 사용하는 컴퓨터 네트워크
클라우드 : 데이터 센터 또는 연결된 서버 그룹의 집합, 온라인 애플리케이션에 대한 액세스 제공,개인 및 기업용 백업 서비스 제공
에지 : 기업 네트워크의 물리적인 가장자리를 나타내는 용어
포그 컴퓨팅 : 로컬 데이터를 네트워크 에지에서 사전처리할 수 있게 한 컴퓨팅 유형
홈 게이트웨이 : IoT 스마트 장치에 대한 로컬 연결 센터 역할을 하는 장치
IBN : 인텐트 기반 네트워킹으로, 기계 학습 및 고급 자동화를 사용하여 네트워크를 제어하는 기술
💡 네트워크 장비
크게 End Device와 Intermediary Device로 나뉜다.
- End device란 말 그대로 정보를 생성하거나 최종적으로 정보를 수신하는 장치를 의미하며 보통 개인용 PC, 스마트기기를 뜻한다.
- 중계장치들은 앞서 설명한 단말 장치를 상호연결(데이터 중계 및 관리)하는 역할을 맡는다. 보통 데이터 신호를 재생하거나 재전송, 네트워크 상 데이터 경로 관리, 전송 오류 시 타 장치에 상황 전달 등을 맡는다.
하나씩 살펴보면 다음과 같다.- LAN 카드 : 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신할 수 있도록 컴퓨터 내 설치하는 확장 카드로 전송매체에 접속, 데이터 입출력, 송수신, 프로토콜 처리 등을 담당하며 맥주소(48비트)라는 unique한 물리적 주소가 존재한다.
- 허브 : 여러 컴퓨터를 연결해 동일한 네트워크를 만들어 주는 장치로 하나의 허브에 여러 포트가 있는데 이렇게 연결된 각 컴퓨터는 하나의 네트워크를 형성한다. (OSI 7계층 중 1계층 장비)
- 스위치 : 수신한 데이터를 연결된 모든 컴퓨터에게 전송하는 허브와는 달리 정확한 목적지 컴퓨터에게만 데이터를 전송. (연결된 device별로 IP, MAC주소가 상이하기에 가능)
- 라우터 : 여러개의 독립된 네트워크를 연결, 분할, 구분 시켜주는 역할. (사실상 L3 스위치)
-> 동일 네트워크 내에선 스위치를 통해 데이터를 전송할 수 있고 네트워크가 서로 다른 경우 라우터를 거쳐야 함!
현재는 아래 2가지 장치를 위 스위치, 라우터 등의 장비가 충족하며 대체되고 있다.
- 리피터 : 근접한 2개 이상의 네트워크 간 신호 전송하며 신호를 재생, 복사하는 장비
- 브리지 : mac 주소 테이블을 가지고 있어 허브, 리피터와 달리 mac주소를 가진 장비가 연결된 포트로만 패킷 전송 (현재 스위치가 기능 대신)
💡 유선 전송 매체
전송매체는 정보가 전달되는 통로를 의미하며 각 네트워크 장비는 상호 연결을 위해 케이블이라는 것으로 유기적으로 연결되어 있다.
- 트위스트 페어 케이블
: 외부 피복 내 접지 기능을 하는 차폐물을 입히지 않은 UTP 케이블 (랜선)과 차폐물을 입힌 STP 케이블이 존재한다.
- UTP 케이블 : 컴퓨터와 마스크 레이어 등 스위치에 연결하기 위해 RJ-45라는 잭 사용, 상대적으로 가격이 저렴하며 전파 등의 간섭이 강해 주로 실내 배선용으로 사용
- STP 케이블 : 차폐물이 있어 전파 간섭이 적기에 주로 건물 밖 배선에 적합
- 광섬유 케이블 : 전기 신호 대신 광선을 전송하는 유리섬유로 다양한 형태의 커넥트를 가진 상태로 네트워킹 장치나 호스팅장치에 연결이 가능하다. 전송속도가 매우 빠르지만 가격이 비싸고 설치에 어려움이 존재한다.
✅ IPv4
ISP(인터넷 서비스 제공자로 KT, SKT 등을 의미)가 제공하는 공인 IP 주소를 라우터에 할당하고 LAN 내에서 인터넷을 연결할 때는 LAN 관리자가 사설 IP 주소를 할당하거나 라우터의 DHCP(IP주소 자동할당하는 프로토콜) 기능을 이용해 주소를 자동으로 할당한다.IPv4는 8비트 필드 4개를 모아 구성한 32비트의 논리 주소로 1:3 비율로 나누어 네트워크 ID와 호스트ID로 구분한다.
위와 같이 클래스를 5가지로 나누어 표현되며 A클래스로 갈수록 네트워크의 규모는 커진다.
- A클래스 : 처음 8bit가 네트워크ID(가장 왼쪽 0으로 고정), 다음 24bit가 호스트ID
- B클래스 : 16:16 (가장왼쪽 10고정)
- C클래스 : 24:8
범위는 다음과 같다.
각 클래스 별 호스팅 장치 수 = 2^(32-prefix length) - 2
2를 빼는 이유?
: 네트워크 address와 broadcast address 빼주어야 함!!!
🎈 서브넷 마스크
제한적인 자원으로 인해 주소에 낭비 없이 아껴쓰고자 등장 (필요한 네트워크 주소만 호스트 IP로 할당하여 네트워크 낭비 방지)
주어진 IPv4주소 체계에서 호스트 장치에는 값이 할당되지 않아 호스트ID에 위치한 숫자가 모두 0인 것을 의미.
- Broadcast address : 해당 네트워크 내 모든 호스팅 디바이스에 공지하는 역할로 호스트ID가 모두 1 or 0
✍️ Prefix length
말 그대로 호스트 부분을 차지하는 0비트 숫자 개수를 n이라 할 때, 32-n을 의미한다.
즉 네트워크 부분을 차지하는 비트의 개수를 뜻한다.
호스트 개수는 결국 2^N개가 되고, 따라서 prefix length가 줄어들면 네트워크 크기가 커짐을 알 수 있다.
- Network address : 일반 호스팅 장치에 할당 X, host portion 값이 모두 0
- Broadcast address : 일반 호스팅 장치에 할당 X
IF) 163.180.0.0/22의 다음 네트워크는?
답 : 163.180.4.0/22이 된다. (3번째 BYTE를 bit단위로 쪼개어 확인하기!)
+) 서브네트워크 개수는 2^6 (3번째 byte에서 뒷부분 2개 bit 제거)
✅ IPv6
- 스마트기기 수가 인간 수보다 많아짐에 따라 각 단말장치별 IP를 부여하기 위해선 IPv4 구조로 부족하여 나오게 된 IPv6 주소
- 128비트로 IPv6 주소 정의
- GUA : Public IPv4 주소와 유사, 인터넷 상 유일하며 라우팅 가능
- LLA : IPv6 기능이 활성화 된 장치는 모두 LLA 필요, 동일한 local-link 상 다른 장치와 통신 시 사용
🎇 추가 사항
NAT, PAT (주소 변환 기술) : 내부 네트워크 내 사설 주소를 가진 패킷이 외부로 이동할 때 PUBLIC 주소를 가져와 변환 후 전달 및 수신하는 기술
즉, 사설 IPv4의 IP를 보안상 유지하며 인터넷 연결을 자유롭게 하도록 하는 기술!
- 공인 IPv4 (인터넷 외부 네트워크 ISP) vs 사설 IPv4 (개인적으로 사용하는 LAN)
