Kim Jinung

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Computer Science/Network

네트워크

Kim Jinung 2023. 2. 3. 16:32

네트워크 구조

  • LAN(Local Area Network): 근거리 통신망으로 거점 내 네트워크에 해당한다. 보통 레이어2, 3 스위치 영역 내에 해당한다.
  • WAN(Wide Area Network): LAN 간 통신하기 위한 네트워크에 해당한다. 일반적으로 WAN하면 사설 네트워크에 해당하고, 인터넷은 공용 광역 네트워크를 의미하는 경우에 해당한다.

통신구조

OSI 7Layer

학부때 배운 네트워크 레이어다. 실제로 일을 하면서는 TCP/IP 프로토콜 스택만 사용해왔다.

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

TCP/IP 프로토콜 스택

최근에는 대부분 TCP/IP 프로토콜 스택을 사용한다.

  • Application: HTTP, DNS
  • Transport: TCP
  • Internet: IP, ICMP, ARP
  • Network Interface: ethernet, WIFI

애플리케이션 레이어는 HTTP, DNS와 같이 메시지 전송과 관련된 프로토콜이다.

 

트랜스포트 레이어는 TCP, UDP에 해당한다. 패킷 전달과 관련해서 흐름 제어와 오류 검출, 혼잡 제어 등을 담당한다. 즉 종단간 신뢰성을 보장해준다. 이 레이어에서는 데이터를 Segment라고 부르는데, 해당 레이어에서 데이터를 정해진 크기로 분할하기 때문이다.

 

인터넷 레이어는 실질적으로 패킷(데이터)를 전달하는 역할을 담당한다. IP가 이에 해당한다. 그런데 IP는 데이터를 다른 호스트로 전달만 하고, 제대로 전송 받았는지 확인은 하지 않는다. 확인을 위해서 ICMP(Internet Control Message Protocol)이 개발 되었다. 다음으로 ARP(Address Resolution Protocol)은 주소 해석을 위한 프로토콜이다. 네트워크 상에서 데이터를 전송할 때 라우터를 거쳐서 라우팅을 하게 되고 목적지 라우터까지 도달해서 해당 라우터에 연결되어 있는 여러 기기를 찾게 된다. 그런데 그 라우터에 연결되어 있는 기기들을 식별하기 위해서는 MAC 주소(하드웨어 주소)가 필요하다. 이 주소를 얻는 프로토콜이 ARP다. 초기에는 MAC 주소 테이블이 없기 때문에 해당 네트워크에 연결되어 있는 모든 기기들에 브로드캐스트 방식으로 MAC주소를 요청해서 최종 목적지를 알아내게 된다.

 

네트워크 인터페이스 레이어는 같은 네트워크 내에서 데이터를 전송하는 것을 담당한다. 기술적인 관점에서 하나의 네트워크는 라우터와 레이어2, 3 스위치로 구성된 영역에 해당한다. 예를 들어서 공유기에는 라우터와 레이어2 스위치가 함께 있는데, PC와 폰을 연결한 경우 두 기기가 하나의 네트워크에 연결되어 있는 상태다.(이것이 LAN에 해당한다.) 네트워크 인터페이스 계층은 0, 1의 디지털 데이터를 물리 신호로 변환하고 전달한다. 

 

기본 게이트웨이와 서브넷 마스크

  • IP는 주로 v4를 사용한다. IP에는 LAN영역에 해당하는 네트워크 ID와 호스트를 지칭하는 호스트ID 영역이 존재한다.
  • 서브넷 마스크는 네트워크ID(LAN)과 호스트 ID 범위를 제한해준다. 예를들어서 255.255.255.0이면(프리픽스 기법으로 /24로 표현할 수 도있다) 192.168.0 에 해당하는 범위까지가 네트워크 ID(LAN)에 해당하는 범위고 나머지 뒤에 .0~255까지가 호스트 ID로 사용 가능한 범위라는 의미다.
  • 기본 게이트웨이는 라우터를 소프트웨어 관점으로 표현할때 이 용어를 사용한다. 쉽게 말해서 그냥 공유기의 IP주소다. 인터넷에 연결하기 위해서는 해당 공유기를 거쳐서 데이터를 보내고 반대로 해당 공유기를 거쳐서 데이터를 받게 된다. 그래서 이름이 게이트웨이다. 
  • 서브넷 마스크가 기본적으로 255.255.255.0으로 설정되므로 일반적으로 LAN에서 사용 가능한 호스트 주소는 192.168.0.1 ~ 192.168.0.255가 된다. 그리고 기본 게이트웨이가 192.168.0.1 이 되고 호스트는 192.168.0.2 부터 호스트 ID를 할당 받을 수 있게 된다. 일반적으로 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)을 사용하여 자동으로 IP를 할당 받고 기본 게이트웨이를 설정하게 된다.

NAT(Network Address Translation)

사설 네트워크에서 사용하는 IP주소로는 인터넷에 데이터를 요청해도 다시 응답을 받을 수가 없다. 인터넷에서는 목적지가 사설 네트워크인 IP패킷은 반드시 폐기하기 때문이다. 그래서 사설 네트워크로 다시 데이터를 받기 위해서 사설 네트워크를 위한 공인 주소를 사용하게 된다. 이 기법이 NAT다. 복수의 사설 주소를 하나의 공인 주소에 대응시키는 변환은 NATP(Network Address Prot Translation)이라고 부른다.