Network

19. 3계층의 역할과 개요

복습 : 1계층은 ' 케이블이 연결되어 있는 상대에 대한 신호 전달.

          2계층은 ' 신호 송수신이 가능한 ' 상태에서 ' 세그먼트 내에서 어떻게 데이터를 주고 받는지' 에 대한 것

※ 신호를 운반하는 것이 1계층의 역할이고 신호가 운반된다는 전제 하에 컴퓨터나 기기간에 데이터를 송수신하는 2계층

   이상

 

세그먼트 : 라우터와 라우터간의 범위

 - 세그먼트 내에서 데이터의 송수신을 하는 것이 2계층의 역할 > 세그먼트 내에서 컴퓨터 끼리의 데이터 통신

 

3계층?   3계층에서의 세그먼트는 네트워크라고 부른다.

  => 세그먼트 간의 데이터 송수신을 하는 것!!

       패킷 교환기인 라우터를 지나서 다른 세그먼트로 데이터를 보낸다.!!

 

● 인터넷 작업

 - 네트워크란 '컴퓨터의 그룹'이고 2계층 까지의 '세그먼트'와 같은 범위

 + 네트워크(Network): 라우터와 라우터로 분배된 컴퓨터 그룹. 1, 2계층에서 사용되던 세그먼트라는 단어와 동일한 의미이다.

 - 세그먼트 === 네트워크 ===> 네트워크 내의 컴퓨터 끼리는 2계층에 의해 연결되어 있다.

 

 - 그러나 2계층 만으로는 큰 네트워크를 구성할 수 없다.

 + 허브나 스위치만으로 네트워크를 구성하면 컴퓨터의 수를 계속해서 늘릴 수는 있으나 허브의 경우 모든 신호를 플러딩

    하게 되고 스위치는 학습되지 않은 주소에 관해서 멀티캐스트, 브로드캐스트, 프레임( 신호 )들을 플러딩 하기 떄문에

    네트워크 간 데이터를 처리해야되는 수가 과도하게 증가하게 된다.

  => 브로드 캐스트 같은 경우 라우터를 넘어서는 송신 되지 않는다!

     => 1개의 거대한 네트워크를 복수의 작은 네트워크로 분할하여 브로드캐스트 범위를 제한할 수 있게 된다

 

※ 2계층의 기능은 '같은 세그먼트 기기' ' 인접 기기위의 데이터 통신 '기능이었다.

   => 이젠?! 네트워크 간 데이터 송수신을 생각해야 한다. => 네트워크와 네트워크 사이의 송수신!

 

 - 이를 인터넷 작업 === 인터넷 이라고 한다!!

 

 - 3계층은 인터넷 작업을 수행하는 것이 역할이다. 떨어진 위치에 있는 컴퓨터 끼리 데이터 통신을 가능하게 하는 것이다!

 

좁은 의미의 네트워크는 라우터로 나누어진 '컴퓨터 그룹 '을 말한다.
네트워크 간에 데이터 통신을 하는 것을 인터넷 작업이라고 한다.
3계층에서는 인터넷 작업을 수행한다.

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20. 인터넷 프로토콜

복습 : 3계층은 인터넷 작업에 의해 네트워크와 네트워크 사이에서 데이터 송수신이 가능하게 되는 것

           이를 통해 떨어진 컴퓨터끼리 데이터 송신이 가능하다!

 

20 - 1. 어드레싱

 - 2계층에서는 어드레스로서 MAC 주소를 사용했지만 3계층에서는 MAC 주소를 사용할 수 없다.

   MAC 주소에는 ' 장소를 특정할 수 없는 ' 주소이기 때문이다.

 

MAC주소는 제조업체 번호 + 제조업체가 붙인 코드

  => 어디에 있다라는 장소에 대한 정보가 없다. 

 

 - 3계층을 위한 주소가 필요하다.

  => 2계층과 3계층에서 2개의 주소를 사용한다는 것이다!

 

논리 주소 : 어디에 있는 지와 같은 위치 정보가 존재

  Ex ) 주소, 전화번호, 우편번호 

물리 주소 : MAC 주소로서 어디에 있는지와 같은 위치 정보가 포함되어 있지 않다.

 

2. 라우팅(Routing)

: 수신처까지 어떤 경로로 갈지를 결정하는 것.

: 목적지까지 경유하는 네트워크를 결정하는 것이 '라우팅'이다.

: 이러한 라우팅을 행하는 기기가 '라우터(Router)'이다.

​

 - 어드레싱과 라우팅을 사용해 인터넷 작업을 수행하기 위한 프로토콜로서 TCP/IP 프로토콜군에서 사용되는 것이 IP(Internet Protocol)이다.

 

20 - 2 인터넷 프로토콜

 - IP는 인터넷 작업 프로토콜이니까 그 역할이 그대로 이름이 된 것이다.

 - TCP / IP에서는 IP를 반드시 사용한다.

 

IP 버전

1. IP version 4 ( IPv4 )

2. IP version 6 ( IPv6 )

 - 이 두가지를 모두 지원하는 컴퓨터도 있지만 둘중 하나만 사용하는 컴퓨터는 다른 버전과 호환이 되지 않는다.

 

 - 3계층의 제어 데이터인 IP 헤더와 3계층 PDU를 캡슐화한 3계층 PDU를 IP 데이터그램 이라고 한다.

 

 - IP 데이터 그램 구성

IP 헤더 크기: 20B + a(옵션)

페이로드(상위 4계층 PDU 등...) 크기: 0 ~ 8 KB

 - IP 헤더의 구성표

구성 순서	항목	크기(B)	상세
1	버전	4	-IP의 버전
2	헤더 길이	4	-IP 헤더의 길이
3	서비스 타입	8	-패킷의 중요도/우선도
4	데이터 길이	16	-IP 헤더와 페이로드를 합친 길이
5	ID	16	-데이터그램의 식별 번호
6	플래그	3	-데이터그램을 분할했는지 아닌지 판별
7	플래그먼트 오프셋	13	-분할한 경우 본래대로 되돌릴 때 사용
8	TTL	8	-패킷의 생존 시간
9	프로토콜	8	-상위 프로토콜 지정
10	헤더 체크섬	16	-IP 헤더의 에러 체크용 코드
11	송신처 IP 주소	32	-송신처의 논리 주소
12	수신처 IP 주소	32	-수신처의 논리 주소
(13)	옵션	n	-특별한 설정을 할 때 사용한다. -없어도 된다.

위치 정보를 가진 주소가 논리 주소
수신처까지의 경로를 선택하는 것이 라우팅
TCP/ IP에서 인터넷 작업을 수행하는 것이 IP이다.

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21. IP 주소 1

복습 : 인터넷 작업에 필요한 것이 ' 어드레싱 ' 과 ' 라우팅' 이다.

           이 두가지를 수행해서 TCP / IP로 인터넷 작업을 수행하기 위한 프로토콜이 IP이다.

 

IP 주소 ( 논리 주소 )의 특징

1. 계층형이다.

 => ' 어디에 있는 ' '어느 컴퓨터 '는 ' A에 있다 ' ' A 안의 B 에 있다 ' , ' C라는 컴퓨터 '

2. 네트워크 관리자가 컴퓨터에 할당한다.

 => MAC 주소는 IEEE가 붙인 번더 코드와 할당 코드로 변경 불가능 하다

      네트워크 주소는 관리자가 자유롭게 붙일 수 있다. 

      네트워크에 접속할 때마다 붙이는 것이다. => 소속된 네트워크가 바뀌면 논리 주소도 변경 된다.

3. 논리 주소에도 ' 유티 캐스트 ' ' 멀티 캐스트 ' ' 브로드 캐스트 ' 3종류의 주소가 존재한다.

 => 유니캐스트 논리 주소는 소속된 네트워크 내에서 유일해야 한다.

     즉 접속되어 있는 네트워크 내에서 네트워크 번호 + 컴퓨터 번호의 형태는 반드시 유일해야 한다.

 

21 - 1 IP 주소

 - IPv4는 32비트, IPv6는 128비트이다. 

 - IP 주소는 옥텟 ( Octet )을 단위로 나누어 구성된다.

   => 32비트, 옥텟마다 10진수로 변환해 단락에 점을 찍어 표기한다.

   옥텟을 이용하여 네트워크 번호, 컴퓨터 번호를 나타낸다.

   네트워크 번호와 컴퓨터 번호의 구분은 ' 클래스 ' 에 의해 정해진다!

IP는 계층형이고 32비트 주소이다.
IP 주소는 ' 네트워크 번호 ' + ' 컴퓨터 번호 '이다.
네트워크 번호는 접속되어 있는 모든 네트워크에서 유일해야 하고, 컴퓨터 번호는 네트워크 내에서 유일해야 한다.
8비트를 1옥텟으로 하여 4개의 옥텟으로 구분하여 표기한다.

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22. IP 주소 2

복습 : IP주소는 컴퓨터를 식별하는 주소이고 ' 그 컴퓨터가 있는 네트워크 '와 ' 그 컴퓨터 번호 ' 로 구성되어 있다.

 

 - IP 주소의 네트워크 번호는 인터넷의 경우 인터넷에 접속되어 있는 전체에서 유일하고, 네트워크 번호가

   체제 없이 마음대로 정해져서는 곤란하기에 인터넷에서는 ICANN이라는 조직에서 네트워크 번호를 사용하는 조직에

   할당한다.

 

 - IP 주소를 유일하게 관리하기 위한 단체인데 ICANN에서 IP 주소를 사용하는 기업이나 사업자에게 IP 주소를 가지고

   있다가 ( 네트워크 번호)를 사용하는 조직에 ' 대출 ' 해주는 형태이다.

   여기서 ICANN이 IP 주소 ( 네트워크 번호 )를 ' 대출 ' 해줄 때 조직의 규모에 따라 대출해주는 IP 주소의 범위

   ( 네트워크 크기 )를 변경하는 데 이것이 클래스 이다.

P 주소를 많이 필요로 하는 거대 기업에게는 커다란 네트워크를 제공하고, 
IP 주소를 적게 필요로 하는 소규모 기업에게는 작은 네트워크를 제공하는 식이다.

> 클래스는 A ~ E의 5개 단계로 나누어져 있다. 각 단계의 네트워크 번호와 컴퓨터 번호 길이는 다음과 같다.
A: 네트워크 번호-1옥텟, 컴퓨터 번호-3옥텟
B: 네트워크 번호-2옥텟, 컴퓨터 번호-2옥텟
C: 네트워크 번호-3옥텟, 컴퓨터 번호-1옥텟
D, E: 특수 주소(보통 할당하지 않음)

> 클래스는 최초 옥텟의 맨 앞 몇 bit로 판별한다. 그 기준은 다음과 같다.
A: 제 1옥텟이 0으로 시작
B: 제 1옥텟이 10으로 시작
C: 제 1옥텟이 110으로 시작
D: 제 1옥텟이 1110으로 시작
E: 제 1옥텟이 1111로 시작

+ 클래스와 관련해서 다음과 같은 경우를 생각해 보자.

Host_1: 네트워크 번호-1, 컴퓨터 번호-234
Host_2: 네트워크 번호-12, 컴퓨터 번호-34
이 경우, 위 두 호스트는 분명 서로 네트워크 번호, 컴퓨터 번호가 다르지만 전체 IP 주소는 같은 이상한 경우가 탄생한다.
사실, 이와 같은 경우는 두 호스트의 클래스가 다른 것을 인식할 수 없기 때문이다.
이를 해결하기 위해 제1옥텟의 처음 몇 bit를 다르게 해서 클래스를 구분한다.
첨언하자면, 네트워크 번호 + 컴퓨터 번호의 조합인 IP 주소는 유일하다.

 - 네트워크 번호 부분의 비트 수가 줄어들면 그만큼 컴퓨터 부분의 비트 수가 많아지므로 더 많은 컴퓨터를 소유하는

   네트워크가 될 수 있다.

※ 이와 같이 클래스를 나누어 IP 주소를 할당하는 방식을 클래스풀 어드래싱 ( Classful Addressing )이라고 한다!

 

22 - 1. 예약 완료 주소

 - 네트워크 번호가 몇 비트인지는 할당된 클래스에 의해 정해진다.

   ICANN이 할당하는 것은 이 네트워크 번호 까지이다. 네트워크 번호를 할당하면 컴퓨터 번호 ( 호스트 번호 )는

   해당 네트워크의 관리자가 정한다.

 

※ 호스트 번호 중 특별한 번호 2개

1. 호스트 번호의 모든 비트가 0인 번호

 => 네트워크 그 자체를 표시할 때 사용하는 번호

 Ex ) 네트워크 번호가 192.168.10인경우 네트워크 번호는 192.168.10.0으로 표시된다.

 

2. 호스트 번호의 모든 비트가 1인 번호

 => 브로드캐스트 번호이다.

Ex ) 192.168.10.0에 브로드 캐스팅 할 때는 192.168.10.255를 사용하면 된다!

IP 주소는 규모에 따라 할당되는 범위가 정해져 있으며 그것을 클래스라고 한다.
클래스에 따라 네트워크 번호를 표시하는 부분의 비트 수가 정해지게 된다.
호스트 번호의 비트가 모두 0인 주소는 네트워크 주소이다.
호스트 번호의 비트가 모두 1인 주소는 브로드캐스트 주소이다.

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하루 3분 네트워크 교실_2: 신호의 전송과 충돌

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