05 - 네트워크 계층, 목적지를 찾는 단계

* <모두의 네트워크 기초>를 정리한 내용입니다.

네트워크 계층의 역할

ex) A학교의 수연이가 B학교의 수지에게 이메일 보내고 싶음 ⇒ 각 학교의 스위치가 다르기 때문에 절대 상대방의 MAC 주소를 알 수 없음 ⇒ 라우터 필요

• 라우터(Router) - 데이터의 전달 경로를 알려주는 내비게이션
  • IP 주소를 사용한 통신
• 라우팅(Routing) - 가장 빠른 길을 찾는 과정

IP 주소란?

• LAN 환경은 스위치를 이용하여 MAC 주소로 통신 ⇒ 인터넷에 바로 접속 불가, 우리 회사 이외의 컴퓨터와 통신 불가 ⇒ IP 주소 필요
• IP(Internet Protocol) 주소 - 인터넷상에 있는 컴퓨터의 고유한 주소

어떻게 부여?

• 인터넷 하기 위해 인터넷 서비스 제공자(Internet Service Provider, ISP) SKT, KT, LG U+ 같은 회사에 인터넷 설치 신청
• ISP와 내 컴퓨터가 연결됨 ⇒ 공인 IP 부여됨 ⇒ 이 IP가 인터넷을 할 수 있는 IP 주소

11000000 10101000 00000010 01111100 --- 2진수
192.168.2.124 --- 10진수

• 길이 - 4바이트(32비트)
• 1바이트가 나타낼 수 있는 값의 범위: 0 ~ 255
• 마지막 바이트의 0과 255는 용도가 정해짐 - 컴퓨터의 IP 주소로 사용하지 않음
  • 마지막 1바이트가 0인 주소 ⇒ 네트워크 주소
  • 하나의 네트워크를 통칭하기 위해 사용되는 주소
  192.168.2.0
  • 마지막 1바이트가 255인 주소 ⇒ 브로드캐스트 주소
  • 네트워크에 연결된 컴퓨터에 데이터를 일괄적으로 전송할 때 사용하는 주소

IP 주소의 구조와 클래스

• 네트워크 계층에서 추가되는 헤더 정보가 IP 정보
• IP 주소
  • 호스트 ID - 라우터에 연결된 개별 컴퓨터들을 관리하기 위해 사용됨.
  • 네트워크 ID - 컴퓨터가 많을 경우 관리의 어려움 때문에 네트워크의 범위를 지정해 관리를 쉽게 하기 위해 사용함.
  192.168.2 => 네트워크 ID xxx.xxx.x.124 => 호스트 ID
• 클래스 A ~ E (D, E는 일반인을 위한 게 X)
  • A 클래스 - 하나의 네트워크가 가질 수 있는 호스트 ID가 가장 많음.
    • 컴퓨터들에게 할당할 IP가 가장 많음.
    • 가장 앞자리는 0으로 고정

  

  
  
  • B 클래스 - 처음 16bit: 네트워크 ID, 나머지 16bit: 호스트 ID
    • 가장 앞의 두 자리가 10

  

  
  
  • C 클래스 - 마지막 8비트만 호스트 ID
    • 앞의 세 자리가 110

브로드캐스트, 유니캐스트, 멀티캐스트

• 브로드캐스트 - 같은 네트워크에 속한 모든 컴퓨터에게 데이터 전달(일방적임)
• 유니캐스트 - 1:1 통신
  • 특정 컴퓨터에 데이터를 보내고자 한다면 상대방의 MAC 주소가 필요
• 멀티캐스트 - 브로드캐스트 + 유니캐스트
  • 특정 그룹을 지정해서 그 그룹에 해당하는 컴퓨터에게만 데이터를 보냄.

서브넷과 서브넷 마스크

• 서브넷(subnet) - 하나의 네트워크가 분할된 작은 네트워크.
• 서브넷, 서브넷 마스크는 네트워크 ID와 호스트 ID를 이용함.
• 서브넷팅(subneting) - 작은 네트워크로 나누는 작업
  • 호스트 ID를 쪼개는 방식
  • 서브넷팅에 사용하는 비트 수(쪼개는 개수)가 적을수록 남은 비트가 많아져서 각 서브넷 내에서 할당할 수 있는 호스트 주소의 수가 늘어남.
  ⇒ 호스트 ID를 서브넷 ID와 호스트 ID로 나누는 작업
• 서브넷 마스크(Subnet Mask) - IP 주소에서 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분하기 위한 구분자
  • 1과 0의 조합으로 구성

라우터

• 데이터 전송을 위한 가장 빠른 길을 찾아 네트워크 간의 경로(Route)를 설정하는 장비
• 라우팅 - 네트워크와 네트워크 간의 경로 설정(데이터 전달 과정)
• 라우팅 테이블(Routing Table) - 데이터를 목적지까지 보내기 위한 거리와 방법 등을 명시한 테이블