목차
1. 네트워크 계층의 역할
2. IP 주소의 구조
3. IP 주소의 클래스 구조
4. 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소의 구조
5. 서브넷의 구조
6. 라우터의 구조
1. 네트워크 계층의 역할
1) 네트워크 간의 연결 구조
- 이더넷 규칙을 기반으로 데이터를 전송하면 같은 네트워크에 있는 컴퓨터로만 데이터를 전송할 수 있다.
- 인터넷이나 다른 네트워크로는 데이터를 전송할 수 없다.
- 네트워크 계층의 역할: 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 것
- 이 계층을 통해 다른 네트워크로 데이터를 전송하려면 라우터(Router)(Routing)가 필요하다.
2) 라우터(Router)
- 가정이나 소규모 기업 용도로 만든 라우터를 인터넷 공유기 or 브로드밴드 라우터 or 라우터라고도 부른다.
- 데이터의 목적지가 정해지면 해당 목적지까지 어떤 경로로 가는 것이 좋은지 알려준다.
- 랜에서는 MAC 주소만으로도 통신할 수 있지만 네트워크를 식별하기 위해서는 IP 주소가 필요하다.
- 라우팅(Routing) : 목적지 IP 주소까지 어떤 경로로 데이터를 보낼지 결정하는 것.
레이어 3 스위치 라는 장비도 라우팅이 가능하다.
- 라우터에는 라우팅 테이블이 있어서 경로 정보를 등록하고 관리한다.
3) IP
- IP 주소 : 어떤 네트워크의 어떤 컴퓨터인지 구분할 수 있도록 하는 주소
- 네트워크 계층에서 캡슐화 할 때 IP 헤더를 붙인다.
IP 헤더 의 내용과 순서
- 버전
- 헤더 길이
- 서비스 유형
- 전체 패킷 길이
- ID
- 조각 상태(flags)
- 조각의 위치(fragment offset)
- TTL
- 프로토콜
- 헤더 체크섬
- 출발지 IP 주소
- 목적지 IP 주소
- 이처럼 IP프로토콜을 사용해서 캡슐화할 때 데이터에 IP 헤더가 추가된 것을 IP 패킷이라고 한다.
2. IP 주소의 구조
1) IP 주소
- IP 주소는 인터넷 서비스 제공자(ISP)에게 받을 수 있다.
- IP 버전에는 IPv4와 IPv6가 있다.
- IPv4 : 32비트(8비트(=옥텟) * 4)로 구성되어 있다.
약 43억 개의 IP 주소를 만들 수 있다.
현재 IP 주소가 부족해져서 IPv6로 대체되고있다.
- IPv6 : 128비트로 구성되어 있다.
약 340간 개의 IP 주소를 만들 수 있다.
- IPv4 : 32비트(8비트(=옥텟) * 4)로 구성되어 있다.
- IP 주소에는 공인 IP 주소와 사설 IP 주소가 있다.
ISP가 제공하는 것은 공인 IP 주소이다.
IPv4 주소가 고갈되고 있기 때문에 인터넷에 직접 연결되는 컴퓨터나 라우터에는 공인 IP 주소를 할당한다.
회사나 가정의 '랜'에 있는 컴퓨터는 사설 IP 주소를 할당하는 정책을 사용하고 있다. - 랜의 컴퓨터에는 랜의 네트워크 관리자가 자유롭게 사설 IP 주소를 할당하거나 라우터의 DHCP 기능을 사용하여 주소를 자동으로 할당하고 있다.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) :
IP 주소를 자동으로 할당하는 프로토콜 - IP 주소는 네트워크 ID와 호스트 ID로 나눠져 있다.
- 네트워크 ID : 어떤 네트워크인지 표시
- 호스트 ID : 해당 네트워크의 어떤 컴퓨터인지를 표시
3. IP 주소의 클래스 구조
1) IP 주소의 클래스
- 네트워크 ID를 크게 만들거나 호스트 ID를 작게 만들어 네트워크 크기를 조정할 수 있다.
- 클래스 : 네트워크 크기를 구분하는 개념
- A 클래스 : 대규모 네트워크 주소
첫 8비트가 네트워크 ID, 나머지가 호스트 ID - B 클래스 : 중형 네트워크 주소
첫 16비트가 네트워크 ID, 나머지가 호스트 ID - C 클래스 : 소규모 네트워크 주소
첫 24비트가 네트워크 ID, 나머지가 호스트 ID - D 클래스 : 멀티캐스트(multicast) 주소
- E 클래스 : 연구 및 특수용도 주소
- A 클래스 : 대규모 네트워크 주소
2)공인 및 사설 IP 주소의 범위
| 종류 | 공인 IP 주소의 범위 | 사설 IP 주소의 범위 |
|---|---|---|
| A 클래스 | 1.0.0.0 ~ 9.255.255.255 | 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 |
| 11.0.0.0 ~ 126.255.255.255 | ||
| B 클래스 | 128.0.0.0 ~ 172.15.255.255 | 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 |
| 172.32.0.0 ~ 191.255.255.255 | ||
| C 클래스 | 192.0.0.0 ~ 192.167.255.255 | 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 |
| 192.169.0.0 ~ 223.255.255.255 |
4. 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소의 구조
1) 특별한 주소
- IP 주소에는 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소가 있다.
- 이는 컴퓨터나 라우터가 자신의 IP로 사용하면 안 된다.
- 네트워크 주소 : 호스트 ID가 0인 주소
전체 네트워크에거 작은 네트워크를 식별하는 데 사용된다.
그 네트워크 전체를 대표하는 주소를 뜻한다. - 브로드캐스트 주소 : 호스트 ID가 255인 주소
네트워크에 있는 컴퓨터나 장비 모두에게 한 번에 데이터를 전송하는 데 사용되는 전용 IP 주소이다.
이 주소로 데이터를 전송하면 네트워크 안에 있는 모든 컴퓨터가 데이터를 받게 된다.
5. 서브넷의 구조
1) 서브넷
- 서브넷팅 : 네트워크를 분할하는 것
- 서브넷 : 분할된 네트워크
A 클래스 같은 대규모 네트워크를 작은 네트워크로 분할하여 브로드캐스트 패킷을 전송했을 때 전송범위를 좁힐 수 있다.
- IP주소를 네트워크 ID, 호스트 ID의 두 개로 나누었던 것을 다시 네트워크 ID, 서브넷 ID, 호스트 ID의 세 부분으로 나눈다.
호스트 ID로 사용되던 비트를 서브넷 ID로 바꾼다.
2) 서브넷 마스크
- 서브넷 마스크 : 어디까지 네트워크 ID이고 어디부터 호스트 ID인지 판단하기 위한 값
네트워크 ID와 호스트 ID를 식별하기 위한 값
- A 클래스 : 255.0.0.0
- B 클래스 : 255.255.0.0
- C 클래스 : 255.255.255.0
- prefix 표기법 : 서브넷 마스크를
/비트 수로 나타낸 것.255.255.255.0 -> /24
6. 라우터의 구조
1) 라우터
- 라우터는 네트워크를 분리할 수 있다.
- 스위치만 있는 네트워크에서는 모든 컴퓨터와 스위치가 동일한 네트워크에 속하게 된다.
- 분리된 네트워크에서 다른 네트워크에 데이터를 전송하기 위해 라우터의 IP 주소를 설정해야 한다.
네트워크의 출입구를 설정한다.
기본 게이트웨이
- 다른 네트워크에 데이터를 어디로 전송해야 하는지 알지 못해서 일단은 라우터로 데이터를 전송한다.
이것이 기본 게이트웨이
네트워크 주소와는 다르다.
기본게이트웨이에 추가로 '라우팅'기능이 필요하다.
2) 라우팅
- 경로 정보를 기반으로 현재의 네트워크에서 다른 네트워크로 최적의 경로를 통해 데이터를 전송한다.
- 라우팅 테이블 : 경로 정보가 등록되어 있는 테이블
- 라우팅 테이블에 경로 정보가 등록되어 있다면 라우팅이 가능하다.
이제 A컴퓨터에서 B컴퓨터로 데이터를 보낼 수 있다.
- 라우팅 테이블 등록
- 수동 등록 방법 : 소규모 네트워크에 적합하다.
- 자동 등록 방법 : 대규모 네트워크에 적합하다.
라우터 간에 경로 정보를 서로 교환해서 라우팅 테이블 정보를 자동으로 수정한다.
- 라우팅 프로토콜 : 라우터 간에 라우팅 정보를 교환하기 위한 프로토콜
- RIP
- OSPF
- BGP
