[혼공학습단 12기] 혼자 공부하는 네트워크 - 3주차

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

 

- 목차
1. LAN을 넘어서는 네트워크 계층

2. IP 주소

3. 라우팅

 

네트워크 계층

1. 개요
   • OSI 7계층 모델의 3계층에 해당.
   • 데이터 링크 계층의 한계 : 물리 + 데이터 링크 계층만으로는 다른 네트워크까지의 도달 경로를 파악하기 어렵다.
     1. 최적의 경로로 패킷이 이동 : 라우팅 (라우팅을 수행하는 장치 : 라우터)
     2. MAC 주소만으로 모든 네트워크에 속한 호스트의 위치를 특정하기 어렵다.
   • LAN을 넘어서는 서로 다른 네트워크 간의 통신을 가능하게 한다.
   • 주요 프로토콜로 IP(Internet Protocol)가 있다.
2. IP 주소
   • 네트워크 계층의 핵심 요소로, 호스트를 식별하는 논리적 주소.
   • DHCP 프로토콜을 통해 자동으로 할당받거나 직접 할당할 수 있다.
   • IPv4(32비트)와 IPv6(128비트) 두 가지 버전이 사용된다.
   • 네트워크 부분과 호스트 부분으로 구성된다.
   • MTU : 한 번에 전송 가능한 IP 패킷의 최대 크기 (1500 바이트)
   • IP 주소 지정, IP 단편화 기능
     IP 주소 지정 : IP 주소를 바탕으로 송수신 대상을 지정하는 것
     IP 단편화 : 전송하고자 하는 패킷의 크기가 MTU 보다 클 경우 MTU 크기 이하의 복수의 패킷으로 나누는 것.
3. IP(Internet Protocol) 패킷 구조
   • 헤더: 버전, 헤더 길이, 서비스 유형, 전체 길이, 식별자, 플래그, 프래그먼트 오프셋, TTL, 프로토콜, 헤더 체크섬, 출발지 IP 주소, 목적지 IP 주소, 옵션
   • 페이로드: 상위 계층에서 전달받은 데이터

프레임 헤더				프레임 페이로드	트레일러
프리앰블	수신지 MAC 주소	송신지 MAC 주소	타입 / 길이	데이터	FCS

 

 

** 데이터 **

IPv4 패킷 헤더

IPv4 패킷 페이로드

버전

헤더길이

패킷길이

식별자

단편화 오프셋

TTL

프로토콜

헤더 체크섬

송신지 IP 주소

수신지 IP 주소

옵션

패딩

데이터

 

- 식별자 : 패킷에 할당된 번호

- 플래그 : 3개의 비트로 구성된 필드.

DF (Don't Fragment) ->  단편화 X

0 ->  단편화 수행

MF  (More Fragment) 단편화된 패킷이 더있는지 확인 0이면 존재하지 않음, 1이면 존재

- 단편화 오프셋 : 패킷이 단편화되기 전 초기 데이터에서 몇 번째로 떨어진 패킷인지 나타냄

- TTL : 패킷의 수명을 의미 (패킷이 호스트, 라우터에 전달되는 거을 홉(hop)이라고 한다. 

- 프로토콜 : 상위 계층의 프로토콜이 무엇인지 나타내는 필드

- 송신지, 수신지 IP 주소 :  IPv4 주소

 

IPv6

IPv4 주소에 비해 IPv6의 주소는 무한히 많다.

 

구성 

- 다음헤더

- 홉 제한

- 송신지 IP 주소

- 수신지 IP 주소

 

ARP (Address Resolution Protocol)

• IP 주소를 MAC 주소로 변환하는 프로토콜.
• 같은 네트워크 내에서 통신할 때 사용.
• 요청 -> 응답 -> 테이블 갱신

 IP주소 

• 네트워크 주소와 호스트 주소
• 클래스풀 주소 체계
• 클래스리스 주소 체계
• 서브넷 마스크
• 서브네팅
• 서브넷 마스크 표기 CIDR

공인 IP 주소와 사설 IP 주소

• 공인 IP 주소
• 사설 IP 주소, NAT

정적 IP 주소와 동적 IP 주소

• 정적 할당
• 동적할당과 DHCP

라우팅

• 출발지에서 목적지까지 패킷을 전달하는 과정.
• 라우팅 테이블을 참조하여 최적의 경로를 선택.
• 정적 라우팅과 동적 라우팅 방식이 있다.
• 라우팅 프로토콜
  • IGP와 EGP로 나뉨.
  • RIP: 대표적인 거리 벡터 라우팅 프로토콜.
  • OSPF: 대표적인 링크 상태 라우팅 프로토콜.

라우터

• 서로 다른 네트워크를 연결하는 3계층 장비.
• 라우팅 테이블을 기반으로 패킷을 전달.

서브넷팅

• 큰 네트워크를 작은 네트워크로 분할하는 기술.
• 네트워크 관리와 보안을 향상.
• 서브넷 마스크를 사용하여 구현.

NAT (Network Address Translation)

• 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하는 기술.
• IP 주소 부족 문제를 해결하고 내부 네트워크를 보호

ICMP (Internet Control Message Protocol)

• IP 통신의 오류 보고 및 진단을 위한 프로토콜입니다.
• ping등 네트워크 진단 도구에 사용.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

• 호스트에게 IP 주소를 자동으로 할당하는 프로토콜.
• IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이 주소 등을 제공

 

IPv4의 대표적인 기능 2가지
IP 주소 지정
IP 단편화

라우팅 프로토콜은 AS 내부에서 수행되는 IGP와 AS 외부에서 수행되는 EGP로 나뉩니다. RIP는 대표적인 거리 벡터 라우팅 프로토콜이고 OSPF는 대표적인 링크 상태 라우팅 프로토콜입니다.

 

본인 컴퓨터의 IP 주소와 MAC 주소 파악하기

• 윈도우: cmd에서 ipconfig /all 명령어 사용.
• 맥OS: 터미널에서 ifconfig 명령어 사용.

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