Network 1

1 - 네트워크 기본

1. 네트워크 개요

• Unicast Address : 개개별 시스템을 구분하기 위한 주소
• Multicast Address : Group 주소를 구분하기 위한 주소
• Broadcast Address : All

2. OSI 7 Layer와 Data 전송

Physical

• 물리적인 연결
  • 물리적 연결 구간의 전기적, 기계적 특징과 순서의 정의, 활성, 관리, 비활성을 위한 기능적 특징

Data Link

• 논리적인 연결
  • 전송을 위한 데이터의 형식 결정, 매체 접근 방법(MAC)의 제어

Network

• 네트워크 간 연결
  • 호스트 간의 경로 선택과 연결성 제공
  • 논리적 주소를 이용한 Packet의 라우팅
  • 데이터 전달을 위한 최적경로 선택

Transport

• 양단간 연결(End-to-End Connections)
  • 양 호스트 간의 전송 제어
  • 데이터 전송의 신뢰성 확보
  • 가상 회선(virtual circuits)의 연결 확립, 관리, 해체
  • 정보 흐름의 오류 확인과 복구를 통한 신뢰성 제공

Session

• 양단간 서비스
  • 상호 응용 프로그램 사이의 연결 상황(session) 확립(Establishment), 관리, 해제(termination)

Presentation

• 데이터 형태 결정
  • Application 계층을 위한 데이터 전송 방법 협의
  • 데이터의 형식 결정 (formatted)
  • 코드 변환, 구문변환 압축, 암호화 등

Application

• 사용자 인터페이스
  • 응용 프로그램을 위한 네트워크 서비스의 제공, 즉 사용자가 이용할 네트워크 서비스들을 정의
  • 예 : E-mail(electronic mail), FTP(file transfer), Telnet(terminal emulation)

Encapsulation

Layer	[PDU]
Application
Presentation
Session
Transport	→ Segment / Data stream
Network	→ Packet / Datagram
Data Link	→ Frame
Physical	→ Bits

OSI 7 Layer와 TCP/IP 비교

OSI 7 Layer
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical

TCP/IP
Application
Transport
Internet
Network interface

3. 계층별 장비

Switch at Data Link Layer
→ Layer 2 function
→ Flooding, Learning, Filtering(Blocking), Forwarding

• Broadcast의 주소가 Mac Table에 기록될 수 있을까 없을까?
  • 브로드캐스트는 src 주소로 사용되지 않아서 ‘All’로 기록될 수 없다
• 유니캐스트만 들어갈 수 있는데, src에 기록되지 않는 멀티나 브로드캐스트의 주소는 mac 테이블에 기록될 수 없음
  • 이 데이터가 들어오면 어떻게 처리해야 되지?
  • 그 포트를 제외한 나머지 모든 포트로 flooding 해야지
• BUM traffic
  • Broadcast
  • Unknown Unicast
  • Multicast

2 - TCP/IP

1. Serial port(com)를 연결해서(하늘색케이블) console 화면에서 라우터나 스위치에 접근
2. NIC에 IP줘서 telnet을 이용해서 라우터나 스위치에 접근

스위치

• 하나의 네트워크에서 확장을 지원하기 위해 사용
• 여러 PC들을 연결

라우터

• 네트워크와 네트워크를 연결하는 역할
• 기본 설정 요구 → 초기 셋팅 필요

NOS(Network Operating Service) 기반 : Windows, Linux
VOS(Virtual Operating System) : 가상환경
IOS(Internetworking Operating System): Cisco iOS

1. EXEC mode
   1. user mode : sh일부, telnet, ping
   2. priviliged mode : 관리자모드, ‘#’, delete, clear,
2. Configuration mode
   1. global mode : 전체 설정
   2. other mode : 부분 설정, int f0/0, (conf if)

• conf t : configure terminal
• enable : priviliged mode가 된다.

TCP/IP 프로토콜 스택

Application Group	Transport	Internet	Network Interface
FTP-21 Telnet-23 SMTP-25	TCP-6	IP ICMP ARP RARP	Network Interface
DNS-53	TCP UDP	IP ICMP ARP ARP	Network Interface
TFTP-69 RIP-520 SNMP-161	UDP-17	IP ICMP ARP RARP	Network Interface

TCP의 특징

• 연결 지향 프로토콜 → virtual circuit ⇒ 3way handshaking
• 에러 검출
• 순서검사(Sequencing)
• 응답(Acknowledgment)
• 흐름제어(Flow control)
• 패킷복구(Packet Recovery)
• Full Duplex 가상회선
  → 신뢰성 있는 전송이 뭘까?
• Ack를 받는 것
• Wi-Fi
  ⇒ Control Info → Overhead 발생!!

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L2 스위치는 MAC 주소 기반으로 데이터를 특정 목적지로 보내준다.

Auto-negotiation

• 스위치와 컴퓨터가 서로 연결될 때, 최적의 속도와 통신 방식을 자동으로 설정하는 기능
• 양 쪽 다 ‘auto’여야 함
  • 양 측이 다를 경우, 서로 설정이 맞지 않아 속도가 매우 느려지는 ‘Duplex Mismatch’ 문제가 발생할 수 있음

MAC Address Table

• Address learning
• static/dynamic : 테이블에 주소를 기록하는 방식
  • Dynamic : 스위치가 스스로 학습해서 기록하는 일반적인 방식
  • Static : 관리자가 직접 수동 입력하는 방식

ARP

• ARP Request(요청) → Broadcast 방식
  • SH : A (Src : A의 MAC)
  • DH : ALL (Dest : 모두에게)
• ARP Reply(응답) → Unicast
  • SH : B (Src : B의 MAC)
  • DH : A (Dest : A의 MAC)
• Data 적용 후 전송 : 캡슐화해서 B에게 보낼 수 있게 됨
  → 한계
• looping : 스위치를 여러 대 연결해 안정성을 높이려다 케이블을 원형으로 연결하게 된다면, looping이 발생함
  • 브로드캐스트가 무한히 돌게 되면서 네트워크를 다운시키게 됨
• STP (Spanning Tree Protocol) : looping을 막기 위한 프로토콜, 스위치끼리 서로 통신해서 루프 구조가 감지되면, 여러 경로 중 하나를 자동으로 차단하여 루프를 방지함
  ⇒ 해결책 : VLAN
• Virtual LAN : configuration을 통해 여러 개의 영역(broadcast domain)을 나눠주는 것.
  • 물리적으로는 하나의 스위치지만, 설정을 통해 여러 개의 독립된 스위치처럼 나누는 기술
• 하나의 VLAN은 하나의 Broadcast
  • VLAN 10, VLAN 20으로 나누면, VLAN 10에서 발생한 broadcast는 VLAN 20에 영향을 주지 않음

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EtherChannel 개요

• 최대 8개까지의 물리적인 Link(Cable)를 하나의 논리적인 Ethernet Link(virtual link)로 만드는 Protocol
• 비슷한 링크의 논리적 결합 Load Balancing, 논리적인 하나의 port Redundancy

NIC(Lan card)를 Team으로 묶어서 데이터를 전송(Teaming) → 속도 빨라짐

1. Routing 개요
   → Routers의 필요성

• Broadcast 차단 : broadcast domain 크기를 줄여 전체 Network 성능 향상
  • Broadcast Address : L3 계층 주소 (IP)
    • Local Broadcast Address : 255.255.255.0
    • Subnet Broadcast Address : 192.169.1.255
• 서로 다른 Network 혹은 VLAN 사이 Packet 전송의 필요성
• 서로 다른 Protocol 사이 Packet 전송의 필요성
  • LAN의 Ethernet ↔ WAN Frame Relay

Review
VLAN = Broadcast Doamin : Broadcast Data 전달될 수 있는 영역
Broadcast Doamin이 커진다는 거는 성능 저하가 발생할 수 있음
스위치로 구성되어 있는 단일 LAN을 하나로 운영하면 브로드캐스트 때문에 문제가 생기니까 논리적으로 LAN을 나눠주는 것이 VLAN
configuration을 통해 나눠준 것
1VLAN = 1BD ⇒ Inter VLAN Routing || 1VLAN별로 Network 할당
ㄴ→ trunk : 여러 VLAN + tag (IEEE 802.1Q)

EC(EtherChannel) 기술

• 하나의 포트, 하나의 링크인 것처럼 사용하는 것
• 논리적으로 여러 개의 링크를 하나의 그룹으로 묶어서 속도를 높이거나
• 안정성을 지원해주기 위함
  
  Routing
  라우터라고 하는 장비는 L3 디바이스
  3계층의 기능 : 네트워크 간의 연결
  다른 네트워크와 이어지는 길이 여러 개인데, 빠르게 결정해주는 방법
  

1. Routing
   a. Best Path 선택
   b. Routing table 작성
   c. 유지 관리
2. L3 Switching
3. 주소 제공 : 상대편을 빠르게 찾아가게 하기 위한 논리적이고 계층적인 (어느 network에 있는 어떤 host) 주소 제공