[혼공네] 3주차 네트워크 계층 정리(ip)

✅혼자 공부하는 네트워크 | 📖용어노트

3주차 (7/15 ~ 7/21)	Chapter 03	Ch.03(03-1) 확인 문제 1번(p.147), (03-3) 확인 문제 2번(p.187) 풀고 설명하기	본인 컴퓨터의 IP 주소와 MAC 주소 파악해 보기
4주차 (7/22 ~ 7/28)	Chapter 04	Ch.04(04-1) 확인 문제 1번(p.206), (04-2) 확인 문제 2번(p.225) 풀고 설명하기	작업 관리자에서 프로세스별 PID 확인해 보기
여름방학 (7/29 ~ 8/4)		🍀럭키비키 즐거운 여름방학이잔앙🍀
5주차 (8/5 ~ 8/11)	Chapter 05	Ch.05(05-1) 확인 문제 1번(p.271), (05-2) 확인 문제 2번(p.307), 풀고 설명하기	HTTP 요청 메시지 확인해 보기
6주차 (8/12 ~ 8/18)	Chapter 06~07	Ch.06(06-2) 확인 문제 1번(p.379), (07-2) 확인 문제 2번(p.407) 풀고 설명하기	와이어샤크에서 실제 TCP/UDP 패킷 확인해 보기

 

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네트워크 계층 : IP 주소를 이용해 다른 LAN에 속한 특정 호스트(단말기)와 정보를 주고받을 수 있게 해줌

정보를 어떻게 주고받냐? 네트워크의 중간중간에 연결된 라우터를 통해서!

 

데이터 링크 계층의 MAC 주소만으로는 통신을 할 수가 없다.

ex) 부산시 중구 한빛아파트 201동 1002호에 삼식, 순자, 영철, 지효가 살고있다.

나는 서울시 송파구 주공아파트 102동 101호에 살고 있다.

택배를 보내려고 하는데 받을 사람의 이름만 알고 있다. -> 택배 불가능

주소만 알고 있다. -> 택배 가능 

내가 순자에게 책을 한 권 보냈다(이름을 안 써서) -> 순자에게 책이 갈 거라고 연락함 -> 택배기사가 경비실에 전달 ->

경비실에서 1002호에 택배 왔다고 방송 -> 순자가 가서 가져옴

주소 = IP / 택배회사 = 라우터 /  경비 = 스위치 or 허브 / 나, 순자 = 단말기

 

패킷 : 데이터는 패킷이라는 형태로 전송됨.

MTU(Maximum Transmission Unit) 설정을 통해 MTU 초과의 크기를 가진 패킷은 MTU 이하의 바이트로 나누어져 전송됨.

이때 나누는 것을 단편화라고 함. 일반적으로 MTU 크기는 1500바이트로 설정되어 있음. 

 

IP(인터넷 프로토콜)은 IPv4와 IPv6가 있음. 주로 쓰는 IPv4를 통해 설명

 전체 Header 자료 : http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?m_temp1=1859&id=425

IPv4 헤더

주요 Header

식별자 : 패킷에 할당된 번호. 통신을 하게되면 패킷을 여러 프로그램에서 보내는 경우가 흔함. 이 때, 어떤 프로그램의

어떤 메시지에서 나온 패킷인지 알아야 올바르게 수신지에서 조합할 수 있기 때문에 사용.

단편화 오프셋 : 한 메시지를 여러 패킷으로 나눴을 때, 해당 패킷이 첫 패킷으로부터 얼마나 떨어져 있는 지 나타냄.

단편화 된 패킷들이 수신지에 순서대로 도착하지 않을 수 있음. 이런 때에 올바른 순서로 조립하기 위해 사용. 

TTL(Time To Live) : 패킷의 네트워크 상에서의 수명. 하나의 라우터를 거칠 때마다 1씩 감소.

무의미한 패킷이 네트워크 상에 지속적으로 남아있는 것을 방지.

프로토콜 : 상위 계층의 프로토콜 표시. ex) TCP는 6번, UDP는17번

 

ARP(Address Resolution Protocol) : IP주소를 통해 MAC 주소를 알아내는 프로토콜 ↔ RARP

IP주소는 알지만 MAC 주소를 모르는 경우 사용.

 

네트워크 주소와 호스트 주소 :  네트워크를 표현하는 부분과 호스트를 표현하는 부분.

IPv4 주소는 총 4개의 옥텟을 가지고 있음. ex) 000.000.000.000

한 옥텟당 10진수 0 ~ 255까지 표현할 수 있음(2의 8승). 네트워크는 왼쪽부터 표현, 호스트는 오른쪽부터 표현.

ex) 172.16.12.45 에서 네트워크 주소가 172.16.12라면 254개(게이트웨이와 브로드캐스트를 표현하는 해당 네트워크의 첫번째 번호와 마지막 번호. 즉 000과 255는 고정)의 호스트를 지정할 수 있다.(172.16.12.1 ~ 172.16.12.254)

 

예전에는 A~E로 네트워크와 호스트를 이용하는 클래스풀 주소 체계를 사용했지만, 요즘은 서브넷 마스크를 이용한 클레스리스 주소 체계를 주로 사용함.

서브넷 마스크를 이용한 ex)

IP주소 192.168.219.130/25 이렇게 표기되어 있다면 서브넷마스크는 255.255.255.128임(/ 뒤가 서브넷 마스크의 이진수 1의 개수라고 보면 됨.)

이 때 게이트웨이의 주소를 구하려면 해당 ip주소의 2진수와 서브넷마스크를 and 연산하면 됨.

IP주소                11000000.10101000.11011011.10000010 = 192.168.219.130

서브넷 마스크     11111111.11111111.11111111.10000000     = 255.255.255.128

게이트웨이 주소 11000000.10101000.11011011.10000000 = 192.168.219.128

결과적으로 이 네트워크에는 126개의 호스트를 지정할 수 있음.

 

공인 IP 주소와 사설 IP 주소 : 공인 IP 주소는 일반적으로 ISP(Internet Service Provider / KT, SKT...)에서 제공받은 주소로 실질적으로 외부와 연결된 주소이고, 사설 IP 주소는 공유기나 스위치 등을 이용해 망 내부적으로 이용되는 IP임.

보통 내부적으로는 사설 IP를 쓰고 바깥과 통신이 필요할 때는 공인 IP를 씀.

가장 큰 이유는 점점 통신을 해야 하는 기기들은 늘어나고 있는데, IP는 유한하기 때문에 이런 방식으로 이용.

 

NAT : 내부에서 사용하는 IP와 외부에서 사용하는 IP를 상황에 따라 변경해주는 기술.(공유기에 탑제)

 

정적 할당 : 호스트의 IP를 직접 할당

 

동적 할당 : DHCP라는 프로토콜을 이용해 해당 네트워크와 연결된 호스트들의 IP들을 자동으로 할당해줌. (공유기에 탑제)

 

 

라우팅 : 네트워크 상에서 패킷을 주고 받을 때, 최적의 경로를 설정한 뒤 해당 경로로 패킷을 이동시키는 것.

 

라우터(L3 스위치) : 송신지로부터 패킷을 받아 수신지까지 전달해주는 기기.

송신지에서 패킷을 보내면 해당 네트워크와 연결된 가까운 라우터가 패킷을 받고 이를 다음 라우터로 넘겨줌.

이를 패킷이 해당 수신지에 도달할때까지 반복. 

 

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접기 시작

 p.147 확인문제 1번

IPv4의 대표적인 기능 두 가지를 골라 보세요. 2, 3

① 신뢰성 있는 전송

② IP 주소 지정

③ IP 단편화

④ IP 주소 변환

 p.187 확인문제 2번

라우팅 프로토콜과 관련한 아래 설명을 읽고 옳은 것을 골라 보세요.

라우팅 프로토콜은 AS 내부에서 수행되는 (IGP)와 AS 외부에서 수행되는 (EGP)로 나뉩니다. (RIP)는 대표적인 거리 벡터 라우팅 프로토콜이고, (OSPF)는 대표적인 링크 상태 라우팅 프로토콜입니다.