오랜만에 책을 폈다. 왜 바빴나 생각해보면...? 글쎄. 아무튼 오랜만에 폈다. 네트워크 계층 공부 시작. 많이 공부한 것 같은데 아직 3계층이다. 나는 일하면서 IP주소 관리 업무를 담당하고 있는데, 그 덕분에 확실히 이해가 잘 된다.
IP 주소
인터넷상의 컴퓨터의 고유한 주소다. 인터넷 서비스 제공자(ISP)인 SKT, KT, LG U+ 등에게 인터넷 설치를 신청하면 공인 IP를 부여받는다. 32비트(4바이트)로 이루어져있다. 1바이트(8비트)씩 나누어 마침표로 구분해 10진수로 표기를 한다.
예시: 192.168.2.124
따라서 각 바이트는 0~255까지 값만 가질 수 있다. 다만 0과 255는 용도가 정해져있기 때문에 IP 주소로 사용하지 않는다. 이를 테면 마지막 바이트가 0인 주소는 네트워크 주소로 쓰인다.
예시: 192.168.2.0
네트워크 주소
하나의 네트워크를 통칭하기 위해 사용되는 주소다. 예를 들어 하나의 라우터로 묶인 컴퓨터들의 IP 주소가 192.168.2.11~14이면 그 네트워크 주소는 192.168.2.0이다. 또한 그 컴퓨터들끼리는 같은 IP 대역을 사용한다고 부른다.
브로드캐스트 주소
마지막 바이트가 255인 IP 주소로, 네트워크에 연결된 컴퓨터에 데이터를 한 번에 일괄적으로 전송할 때 사용한다.
예시: 192.168.2.255
IP 주소의 구조
IP 주소는 네트워크 ID와 호스트 ID로 나뉜다. 네트워크 ID는 네트워크의 범위를 지정해 여러 컴퓨터들을 함께 관리하기 위한 것이고 호스트 ID는 개별 컴퓨터들이 사용하는 것이다. 다음은 네트워크 ID과 호스트 ID로 나눈 예시다.
| 네트워크 ID | 호스트 ID | ||
| 192 | 168 | 2 | 124 |
클래스
A~E까지 5개 클래스가 있다. D과 E는 일반인을 위한 게 아니기 때문에 A~C만 유효하다.
A 클래스
가장 첫 비트가 0으로 고정되어 있다. 따라서 10진수로 나타냈을 때 가질 수 있는 값은 0.0.0.0~127.255.255.255이다.
첫 1바이트가 네트워크 ID이고 나머지 3바이트가 호스트 ID다.
| 네트워크 ID | 호스트 ID | ||
| 0~127 | 0~255 | 0~255 | 0~255 |
B 클래스
처음 2비트가 네트워크 ID이고 나머지가 호스트 ID이다. 첫 비트 두 자리가 10으로 고정되어 있다. 따라서 첫 1바이트는 값을 128~191까지 가질 수 있다.
| 네트워크 ID | 호스트 ID | ||
| 128~191 | 0~255 | 0~255 | 0~255 |
C 클래스
처음 3바이트가 네트워크 ID이고 나머지가 호스트 ID이다. 앞 세 비트가 110으로 고정되어 있다. 따라서 첫 1바이트의 값은 192~223이다.
| 네트워크 ID | 호스트 ID | ||
| 192~223 | 0~255 | 0~255 | 0~255 |
우리나라의 IP 주소는 KISA(Korea Internet & Security Agency 한국인터넷진흥원)에서 관리한다. 전 세계의 IP 주소를 관리하는 기관은 IANA이다. KISA가 IANA에서 IP 대역을 할당받아와 ISP에게 할당해주면 ISP가 개인이나 기업에 할당해주는 구조다.
브로드캐스트
같은 네트워크에 속한 모든 컴퓨터에게 데이터를 전달하는 것이다.
유니캐스트
1:1 통신이다. 즉 상대방의 MAC 주소를 알고 있어야 한다.
멀티캐스트
특정 그룹을 지정해 그 그룹 내 컴퓨터들에게만 데이터를 보내는 방식이다.
서브넷 Subnet
하나의 네트워크가 분할된 작은 네트워크다. 네트워크를 작은 네트워크로 나누는 작업을 서브넷팅 subnetting이라고 한다
* 책에는 t가 하나인 subneting이라고 되어 있다. 동사에 -ing 붙이는 법은 다음 글 참고. (-ing 붙이는 방법 - 티스토리 블로그)
서브넷팅
네트워크 ID는 그대로 두고 호스트 ID를 쪼개서 서브넷 ID와 호스트 ID로 나눈다. 따라서 서브넷 ID를 길게 할수록(서브넷이 많아질수록) 사용 가능한 호스트가 적어진다(호스트 ID가 짧아진다).
서브넷 마스크
IP 주소에서 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분하기 위한 구분자다. 필요한 이유는 IP주소를 서브넷팅하면 네트워크와 호스트 ID의 경계를 판별하기 어려울 때가 많기 때문이다. 표현은 다음과 같다.
방법 1: 192.168.1.1/24
방법 2: 255.255.255.0
서브넷 마스크는 비트(2진수)로 표현했을 때 1이 연속적으로 나온 뒤 그 뒤엔 모두 0만 나오는 형식이다.
예시: 11111111 11111111 11111111 00000000
이때 첫 24비트가 1인데, 이것이 네트워크 ID가 된다. 나머지 0으로 채워진 8비트가 호스트 ID가 되는 것이다. 첫 24비트가 1을 값으로 가지니 /24라고 쓰는 것이다.
라우터 Router
데이터가 전달되어야 할 경로를 알려주는 내비게이션 역할을 한다. 가장 빠른 길을 찾는 과정을 라우팅이라고 한다. IP 주소를 이용해 통신을 한다.
라우팅 테이블 Routing Table
스위치에 MAC 테이블이 있는 것처럼 라우터에는 라우팅 테이블이 있다. 스위치는 같은 네트워크 간 통신만 가능하다. 그래서 다른 네트워크에 있는 컴퓨터와 통신을 할 때 라우터를 거쳐야 한다. 라우터는 수신자의 IP 주소의 네트워크 주소를 확인해 어느 방향으로 가야 하는지를 라우팅 테이블에 저장된 데이터를 이용해 알려준다.
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