네트워크

게이트 웨이, 패킷, ip와 클래스, 서브네팅 , 라우팅 테이블

정지홍 2024. 8. 13. 11:31

게이트웨이란?

통신에서는 관문이라고 한다.

즉, 나의 네트워크에서 다른 네트워크로 나가는 출구이다. 혹은 다른 네트워크로 들어가는 입구.

데이터입장에서는 다른 네트워크로 들어가기 위해서는 꼭 거쳐야하는 통로이다.

패킷이란?

네트워크 상에서 pc와 pc간 서로 데이터를 주고 받기 위해서, 이 데이터를 블록화한 것. 패킷은 헤더 , 페이로드, 트레일러로 구성.

헤더: source mac addr ,dest mac addr , src ip addr , dest ip addr, protocol, src port, dest port등에 대한 패킷정보 저장
페이로드: 실제 데이터
트레일러: 오류에 대한 정보. 없는 패킷도 존재. or 패킷이 전송중에 변경되었는지 무결성을 체크

IP주소 = 네트워크 주소 + 호스트 주소

ip주소는 네트워크 상에서 기기들을 식별하기 위한 고유의 주소.

네트워크 주소: 인터넷 상에서 네트워크를 구분. (같은 네트워크에 속하는 모든 장치는 동일한 네트워크 주소 가짐.)
호스트 주소: 같은 네트워크 안에 존재하는 기기들을 구분하는 역할.(서로 다른 호스트 주소를 가짐.)
ex) 117.17.142.132라면... 117.17.142가 네트워크 주소이며 132가 호스트주소다. ------> 그리고 보통 117.17.142.1이 게이트웨이, 117.17.142.142.255가 브로드캐스트. ------> 117.17.142.0/24는 서브넷 마스크가 255.255.255.0임을 나타냄. 0/16이면 255.255.0.0을 의미
하나의 브로드캐스트 도메인에 있는 ip끼리 통신하려면 네트워크 영역이 같아야함. 단, 당연히 호스트ip는 달라야함.
네트워크 영역이 다르다면 라우터/게이트웨이를 이용하여 다른 네트워크 끼리 통신 가능. 라우터는 각각 다른 네트워크간에 패킷을 전달해주는 역할임. 즉, 네트워크 주소가 다를때 통신을 중개해줌.

네트워크 클래스

A,B,C,D,E클래스가 존재
A클래스: 하나의 네트워크가 가질 수 있는 호스트 수가 제일 많다. ip주소를 32자리 2진수로 표현시, 맨 앞자리 수가 항상 0이다. 그래서 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000 ~ 0111 1111. 1111 1111. 1111 1111. 1111 1111 범위의 주소만 가지는 것이 가능. 십진수로 표현시 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255이다. 네트워크 주소는 1.0.0.0이 가장 작으며 가장 큰것은 126.0.0.0이다.( 0은 호스트 부분임을 의미.)
ex) 만약 내가 13.0.0.0 네트워크 주소를 받았다면 13은 네트워크 부분이고 0.0.0은 호스트에 ip할당 가능. 단 13.0.0.0은 네트워크 주소를 표현해야하니 사용 안됨. 13.255.255.255도 브로드 캐스트 주소이니 사용 안됨.
B클래스: 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255이다
C클래스: 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255이다.

서브네팅

1. 네트워크와 호스트를 구분해줌.

2. 즉, abc클래스를 구별해줌.

3. 하나의 큰 네트워크를 여러개의 작은 네트워크 서브넷으로 나누기 위한것.

---->이를 통하여 네트워크 자원을 보다 효율적으로 관리.

4. 라우팅할때 사용.

ex) 네트워크 192.168.1.0/24존재.

-->(254개의 호스트 가능. 2^8=256인데 2개가 없는 이유는 하나는 게이트웨이, 하나는 브로드캐스트임.)

---> 서브넷 마스크를 255.255.255.128 (/25) 라고 가정. ( /25는 앞의 25비트가 네트워크 부분임을 의미함.)

----> 서브넷1은 192.168.1.0/25이며 호스트 범위는 192.168.1.1 ~ 192.168.1.126임. 브로드캐스트 주소는192.168.1.127

---> 서브넷2는 192.168.1.128/25이고 호스트범위는192.168.1.129 ~ 192.168.1.254. 브로드캐스트 주소는 192.168.1.255

ex) 172.16.0.0/16 존재

-> 서브넷 마스크 255.255.255.0 (/24) 적용. ( 최대 256개의 서브넷 생성 가능)

-> 서브넷 1: 네트워크 주소 172.16.0.0 호스트 범위 172.16.0.1 ~ 172.16.0.254 브로드캐스트 172.16.0.255

-> 서브넷 2: 네트워크 주소 172.16.1.0 호스트 범위 172.16.1.1 ~ 172.16.1.254 브로드캐스트 172.16.1.255

라우팅 테이블

패킷을 어디로 어떻게 보내야할지 설정되어 있는 테이블

네트워크 대상: 패킷이 도달해야할 최종 목적지
네트워크 마스크
게이트 웨이
인터페이스
메트릭: 값이 낮을수록 우선순위가 높음

IPv4 경로 테이블
===========================================================================
활성 경로:
네트워크 대상      네트워크 마스크     게이트웨이      인터페이스    메트릭
          0.0.0.0          0.0.0.0      172.20.10.1      172.20.10.3     30
        127.0.0.0        255.0.0.0             연결됨         127.0.0.1    331
        127.0.0.1  255.255.255.255             연결됨         127.0.0.1    331
  127.255.255.255  255.255.255.255             연결됨         127.0.0.1    331
      172.20.10.0  255.255.255.240             연결됨       172.20.10.3    286
      172.20.10.3  255.255.255.255             연결됨       172.20.10.3    286
     172.20.10.15  255.255.255.255             연결됨       172.20.10.3    286
     192.168.26.0    255.255.255.0             연결됨      192.168.26.1    291
     192.168.26.1  255.255.255.255             연결됨      192.168.26.1    291
   192.168.26.255  255.255.255.255             연결됨      192.168.26.1    291
     192.168.44.0    255.255.255.0             연결됨      192.168.44.1    291
     192.168.44.1  255.255.255.255             연결됨      192.168.44.1    291
   192.168.44.255  255.255.255.255             연결됨      192.168.44.1    291
     192.168.56.0    255.255.255.0             연결됨      192.168.56.1    281
     192.168.56.1  255.255.255.255             연결됨      192.168.56.1    281
   192.168.56.255  255.255.255.255             연결됨      192.168.56.1    281
        224.0.0.0        240.0.0.0             연결됨         127.0.0.1    331
        224.0.0.0        240.0.0.0             연결됨      192.168.56.1    281
        224.0.0.0        240.0.0.0             연결됨       172.20.10.3    286
        224.0.0.0        240.0.0.0             연결됨      192.168.26.1    291
        224.0.0.0        240.0.0.0             연결됨      192.168.44.1    291
  255.255.255.255  255.255.255.255             연결됨         127.0.0.1    331
  255.255.255.255  255.255.255.255             연결됨      192.168.56.1    281
  255.255.255.255  255.255.255.255             연결됨       172.20.10.3    286
  255.255.255.255  255.255.255.255             연결됨      192.168.26.1    291
  255.255.255.255  255.255.255.255             연결됨      192.168.44.1    29

longest prefix matching

포워딩 테이블에서 패킷의 목적지와 맞는 범위를 탐색할때, 가장 길게 매치되는 범위를 선택하여 포워딩함

DNS ( Domain Name System )

도메인을 IP네트워크에서 찾아갈 수 있는 IP로 변환해준다.

LAN ( local address network )

같은 네트워크 주소를 사용하고 subnet mask가 일치하는 네트워크.
같은 LAN에서는 물리적 주소(mac address)를 사용하여 통신함.
ARP request가 미치는 영역이기도 하다.
ex) 컴퓨터 강의실 620호에 존재하는 pc들은 같은 네트워크 주소와 subnet mask를 사용한다. 이들은 모두 LAN이다.

WAN ( wide area network )

LAN과 LAN 사이들 이어서 구성하는 네트워크

ARP ( Address Resolution Protocol )

IP주소를 MAC주소와 매칭시키기 위한 프로토콜
같은 LAN에서는 ARP를 이용하여, LAN내 다른 pc의 ip와 MAC주소를 확인,매칭시킨 정보가 있는 ARP테이블이 존재.
아래는 request패킷이다. target mac address는 해당 목적지의 mac주소를 기록하는데 모르는 경우 1로 채워서 보낸다.

사용하는 이유에 대한 ex)

만약 내가 학교 북악관 주소인 정릉동 산 16-1로 가려고 한다. 하지만 막상 와보니 어디인지 모른다.
그래서 친구에게 전화하여 '북악관이 어디야?'라고 물었는데 '2115버스정류장 종점에서 내려서 바로 앞 건물이야!' 라는 말을 들었습니다.
나는 종점에서 내려서 무사히 도착했다.
----> 여기서 '정릉동 산16-1'은 ip주소와 같이 논리적 주소이다. '버스정류장 종점 앞 건물이야!'는 mac주소와 같이 물리적 주소이다.
--------->'정릉동 산 16-1'같은 논리적 주소는 ' 서울 성북구 서경로 124 서경대학교 북악관'과 같이 시간이 지나면서 바뀔수 있으나 '종점 앞 건물'이라는 물리적 주소는 바뀌지 않는다.

1.다른곳에서 나의 mac주소를 찾으려 함.

게이트웨이인 172.16.0.1에서 나의 mac주소를 찾기 위해서 '누가 172.16.0.50이에요?'라고 브로드캐스트로 보냈다.()