계층별 데이터 용어
TCP/IP 에서 각 계층마다 데이터를 부르는 용어가 있다.
- 애플리케이션 계층 : 메시지
- 트랜스포트 계층 : 세그먼트
- 인터넷 계층 : 패킷
- 네트워크 인터페이스 계층 : 프레임
예를 들어 웹브라우저 통신 시, 웹브라우저에서 보내고자 하는 데이터에 HTTP 헤더를 추가하면 HTTP 메시지가 되고, HTTP 메시지에 TCP 헤더를 추가하면 TCP 세그먼트, TCP 세그먼트에 IP 헤더를 추가하면 IP 패킷, IP 패킷에 이더넷 헤더와 FCS를 추가하면 이더넷 프레임이라고 부른다.
라우터는 인터넷 계층에서 사용하는 네트워크 기기인데, IP 패킷을 전송하는 역할을 하고, 레이어2 스위치는 네트워크 인터페이스 계층에서 동작하는 네트워크 기기이며, 이더넷 프레임을 전송하는 역할을 한다.
IP
IP(Internet Protocol)는 TCP/IP에서 사용하는 프로토콜 중에서도 중요한 프로토콜인데, 엔드투엔드 통신의 역할을 한다. 즉, 같은 네트워크나 다른 네트워크에 있는 다른 PC 등의 호스트로 데이터를 전송하는 것이다.
IP로 데이터를 전송하기 위해서는 데이터에 IP 헤더를 추가해 IP 패킷으로 만들어야 한다. IP 헤더에는 다양한 정보가 있지만 그 중에서도 출발지와 목적지를 나타내는 IP 주소가 가장 중요하다. 같은 네트워크가 아닌 다른 네트워크에 있는 목적지에 전송할 때는 중간에 라우터가 존재하는데, 이 라우터가 IP 패킷을 전송하는 것을 라우팅이라고 한다.
IP 주소
IP 주소는 통신 상대가 되는 호스트를 식별하기 위한 정보이다. IP 헤더에 출발지와 목적지 IP 주소가 지정되어야만 통신이 가능하다. 호스트 내부에서 인터페이스와 IP의 프로토콜 부분을 연관 지어 IP 주소를 설정하게 되는데, 하나의 호스트에는 여러 인터페이스가 존재할 수 있다. 즉, 정확하게 말하면 IP 주소는 호스트 자체를 구분하는 것이 아니라, 호스트의 인터페이스를 식별하는 역할을 한다.
IP 주소 표기법
IP 주소는 32비트로 구성되며, 사람이 인식하기 쉽도록 8비트씩 10진수로 변환하여 . 으로 구분한다. 즉, 0~255 사이의 숫자를 . 으로 구분해서 4개 나열한 형태이다.
목적지에 따른 전송 방식
유니캐스트
단 하나의 목적지로 데이터를 전송하는 것을 유니캐스트라고 한다. 호스트의 인터페이스에 설정하는 IP 주소를 유니캐스트 IP 주소라고 한다. 한 군데로 데이터를 전송하고자 할 때 사용하지만, 만약 같은 데이터를 여러 군데 동시에 보내려고 하면 비효율적이기에 브로드캐스트와 멀티캐스트를 사용한다.
브로드캐스트
브로드캐스트는 같은 네트워크 상의 모든 호스트에 똑같은 데이터를 전송하는 것을 말한다. IP 헤더의 목적지 IP 주소를 브로드캐스트 IP 주소를 지정하면 같은 네트워크 상의 모든 호스트에 데이터를 전송한다.
멀티캐스트
멀티캐스트는 특정 그룹에 포함되는 호스트에 데이터를 전송하는 것이다. 이 그룹은 같은 네트워크 뿐만 아니라 다른 네트워크에 속한 호스트가 포함될 수 있다. IP 헤더에 목적지 IP 주소를 멀티캐스트 IP 주소로 지정하면 된다.
IP 주소 구성
유니캐스트 IP 주소
호스트 인터페이스에 설정하는 IP 주소를 유니캐스트 IP 주소라고 한다. IP 주소는 네트워크부, 호스트부 두 개의 부분으로 구성되는데, 네트워크부는 각 네트워크를 구분하며, 호스트부는 네트워크 내 호스트의 인터페이스를 식별한다.
브로드캐스트 IP 주소
브로드캐스트 IP 주소는 32비트 모두가 1 인 IP 주소이다. 즉, 255.255.255.255 를 말한다.
멀티캐스트 IP 주소
멀티캐스트 IP 주소는 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 로 범위가 정해져 있다.
서브넷 마스크
IP 주소는 앞에서 언급했듯이 네트워크부, 호스트부로 구성된다. 서브넷 마스크는 IP 주소의 어디까지가 네트워크부인지 구분한 것이다. 서브넷 마스크는 반드시 연속된 1과 연속된 0으로 구성되며, 1이 네트워크부를 나타내고 0이 호스트부를 나타낸다. IP 주소 뒤에 /와 1의 개수를 숫자로 표기할 수 있다.
예를 들어, IP 주소가 192.168.1.1 이고 서브넷 마스크가 255.255.255.0 이면 192.168.1.1/24 로 표기할 수 있다.
- 네트워크 주소
IP 주소 호스트부 비트가 모두0인 IP 주소. ex) 192.168.1.0/24- 브로드캐스트 주소
IP 주소 호스트부 비트가 모두1인 IP 주소. ex) 192.168.1.255/24
IP 주소 설정
네트워크에 접속할 때는 두 단계가 있는데, 물리적인 신호를 주고받을 수 있게 하는 물리적인 접속과 IP 주소를 설정하는 논리적인 접속이다. 물리적인 접속은 PC의 LAN 포트에 LAN 케이블을 연결하는 것이고, 논리적인 접속은 IP 주소를 설정하는 것인데, 보통 LAN 케이블을 연결하면 DHCP 등의 기술을 통해 자동으로 IP 주소를 설정하도록 되어 있다.
IP 주소 범위
IP 주소는 이용 범위에 따라 두 가지로 나뉜다.
공인 IP 주소
공인 IP 주소는 인터넷에서 이용하는 IP 주소로, 인터넷 전체에서 중복되지 않는 고유의 IP 주소이다. 인터넷에서 통신하기 위해서는 반드시 공인된 주소가 필요한데, 이 공인 IP 주소는 인터넷 접속 서비스를 계약하면 할당 받을 수 있다.
사설 IP 주소
사설 IP 주소는 사내 네트워크 등의 사설 네트워크에서 이용하는 IP 주소를 말하는데, 사설 IP 주소의 범위는 아래와 같다.
- 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
- 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
- 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255
이 사설 IP 주소는 다른 네트워크의 사설 IP 주소와 중복되더라도 사설 네트워크에서의 통신에서는 전혀 문제가 되지 않는다.
