20210216, Netwhat 단계별로 밟아가기 (IP ~ OSI 7 Layer)

Network

두 대 이상, 논리적, 물리적, 연결, PAN(Personal Area Network), LAN(Local, IEE 802.11), MAN(Metropolitan), WAN(Wide), IP(Internet Protocol) address, IPv4(32bit), IPv6(128bit)

binary

• 2^10 = 1024 = 0100 0000 0000
• 2^ 9 = 0512 = 0010 0000 0000
• 2^ 8 = 0256 = 0001 0000 0000
• 2^ 7 = 0128 = 0000 1000 0000 : 255
• 2^ 6 = 0064 = 0000 0100 0000 : 127
• 2^ 5 = 0032 = 0000 0010 0000 : 63
• 2^ 4 = 0016 = 0000 0001 0000 : 31
• 2^ 3 = 0008 = 0000 0000 1000 : 15
• 2^ 2 = 0004 = 0000 0000 0100 : 7
• 2^ 1 = 0002 = 0000 0000 0010 : 3
• 2^ 0 = 0001 = 0000 0000 0001 : 1

A Class

• Network Address: 0000 0000 ~ 0111 1111
  • 0 ~ 127
  • 0000 0000, 0111 1111 -> 0, 127 제외(약속)
  • 1 ~ 126
  • 1.x.x.x ~ 126.x.x.x
• Host Address: x.0.0.0 ~ x.255.255.255
  • x.0.0.0 -> Network Address 표시, x.255.255.255 -> Broadcast Address 제외
  • x.0.0.1 ~ x.255.255.254

B Class

• Network Address: 1000 0000 . 0000 0000 ~ 1011 1111 . 1111 1111
  • 128.0.0.x ~ 191.255.0.x
• Host Address: x.x.0.0 ~ x.x.255.255
  • x.x.0.0 -> Network Address 표시, x.x.255.255 -> Broadcast Address 제외
  • x.x.0.1 ~ x.x.255.254

C Class

• Network Address: 1100 0000 . 0000 0000 . 0000 0000 ~ 1101 1111 . 1111 1111 . 1111 1111
  • 192.0.0.x ~ 223.255.255.x
• Host Address: x.x.x.0 ~ x.x.x.255
  • x.x.x.0 -> Network Address 표시, x.x.x.255 -> Broadcast Address 제외
  • x.x.x.1 ~ x.x.x.254

Netmask, Subnetmask

네트워크 주소, 넷마스크, 치환, AND연산, 기본 서브넷 마스크, 서브넷 네트워크

Subnet

• 클래스 단위로 네트워크를 분류할 때 발생하는 비효율성을 적절한 단위로 네트워크를 분할해서 효율적으로 사용하기 위해 탄생
• 서브넷(Subnet): 하나의 네트워크가 분할되어 나눠진 작은 네트워크
  • 가지고 있는 기존 네트워크 내에 있는 host 자원을 쪼개는 것

Subnetting1, Subnetting2(예시문제)

Network Address, Broadcast Address, Subnetting <-> Supernetting, 자원, 효율, 확장, 라우터, AND연산, 서브넷, 서브네팅

• Subnetting: 한 개의 네트워크를 서브넷마스크를 이용해 여러 개의 서브넷 네트워크로 분할 하는 것
• 서브넷 마스크는 연속된 1로 구성되어야 한다.
• 서브넷(서브넷 마스크로 만들어진 네트워크)은 서로 나누어진 서브넷끼리는 라우터를 통해서만 통신이 가능하다.
• 특정 몇 군데의 호스트에서 너무 많은 트래픽을 발생시켜서 속도를 저하시키는 문제를 해결할 수 있다. 이는 서브넷팅을 통하여 네트워크가 분리되기 때문에 브로드캐스트 도메인의 크기가 줄어들게 되므로 가능한 일이다. (브로드캐스트 주소가 다양해짐)

Public IP, Private IP

공인 IP, Public IP, ISP(Internet Service Provier), 전세계 유일, 외부 공개, 보안, 외부 접근 가능

사설 IP, Private IP, 사설망, 로컬 IP, 가상 IP, 서브네팅, 라우터, 개인 또는 회사, 외부 접근 불가능, 보안

OSI 7 Layer

택배, 택배 포장, 동, 호수, 품목

데이터, 전기신호, 프로토콜(Protocol, 약속, 규약), 규격화, 해석, 계층구조, 분할정복(Divide and Conquer)

• Application
• Presentation
• Session
• Transport
• Network
• Data Link
• Physical

PDU(Process Data Unit), 전기신호

• 2계층: Frame
• 3계층: Packet
• 4계층: Segment

1계층: Physical Layer, 최하위 계층, 물리 매체(허브, 라우터, 케이블 등), 전기신호

• PDU: bit
• Protocol: Modem, Cable, Fiber, RS-232C
• Equipment: 허브, 리피터

2계층: Link Layer, 네트워크 기기들 사이 데이터 전송, Frame, 주소, 제어정보, 헤더, 테일, 노드 대 노드

• PDU: Frame
• Protocol: ethernet, MAC, PPP, ATM, LAN, Wifi
• Equipment: 브릿지, 스위치

3계층: Network Layer, Datagram, 경로 설정, 라우팅 알고리즘, 최적 경로, Packet, 목적지

• PDU: Packet
• Protocol: IP, ICMP 등
• Equipment: 라우터, L3, 스위치

4계층: Transport Layer, 발신지-목적지, End-to-End, 제어, 에러 관리, 유효성, 신뢰성, 통신 보장, Segment

• PDU: Segment
• Protocol: TCP, UDP, ARP, RTP
• Equipment: 게이트웨이, L4 스위치

5계층: Session Layer, 포트, Port, 통신장치 간의 상호작용 설정 및 유지 동기화, Duplex, Half-Duplex, Full-Duplex, 체크 포인팅, 유후, 종료, 다시 시작

• Protocol: NetBIOS, SSH, TLs

6계층: Presentation Layer, 데이터 형식 지정, 데이터 코드 변환, 구문 검색, 암호화, 압축 -> 표준방식 변환

• Protocol: JPG, MPEG, SMB, AFP

7계층: Application Layer, 응용SW, 사용자, 입력, 하위 계층으로 전달, 하위 계층에서 받은 데이터 전달

• Protocol: DHCP, DNS, FTP, HTTP

TCP/IP Model

그렇지만 OSI 참조 모델은 말그대로 참조 모델일 뿐 실제 사용되는 인터넷 프로토콜은 을 7계층 구조를 완전히 따르지는 않는다. 인터넷 프로토콜 스택(Internet Protocol Stack)은 현재 대부분 TCP/IP를 따른다.
데이터의 정확성 확인은 TCP가, 패킷을 목적지까지 전송하는 일은 IP가 담당한다.

TCP/IP의 4계층

데이터 캡슐화

단계별로 헤더를 붙여(Data → Segment → Datagram → Frame) 전송

학습 내용에 대한 개인적인 총평

• 인터넷에 있는 자료만으로 이해하기 어려운 부분
• 적절한 비유를 통해 이해

다음 학습 계획

• TCP, UDP 차이
• PDU
• DHCP, DNS Protocol
• IP Routing