[네트워크 기초] LAN 초보 입문

1. OSI 기본 참조 모델

통신을 위한 대전제

프로토콜이란?
- 컴퓨터 통신에 필요한 약속(공통의 수단)을 정한 것
- 필요한 기능에 맞춰 여러 가지 프로토콜이 존재한다.

OSI 기본 참조 모델

다른 제조사의 컴퓨터나 시스템을 상호 접속되게 하는 것을 목적으로 제정된 것이다. 일곱 계층으로 나누어 모델화시킨 것이 특징이다.

1. 물리 계층: 커넥터 등의 형태와 전기 특성의 변환, ex) UDP 케이블, 광 케이블 등
2. 데이터 링크 계층: 물리적 통신 경로 확립, ex) 이더넷, MAC 주소, 스위칭 등
3. 네트워크 계층: 주소의 관리와 경로 선택 ex) IP, 라우팅 등
4. 트랜스포트 계층: 데이터를 통신 상대에게 확실히 전달 ex) TCP, UDP 등
5. 세션 계층: 커넥션의 확립과 절단
6. 프레젠테이션 계층: 데이터를 통신에 맞는 형식으로 변환 ex) 문자 코드, 압축 형식 등
7. 애플리케이션 계층: 애플리케이션 계층

OSI 각 계층의 역할

제1계층 ~ 제4계층은 통신 기능을 실현한다

제5계층 ~ 제7계층은 애플리케이션 기능을 실현한다

네트워크의 기능을 계층화한 이유는 각 계층의 독립성과 전문성을 높여 새로운 기술에 유연히 대응하도록 만들기 위해서다.

개발 기간 단축도 되고 보다 전문적인 기술 개발이 가능하다.

트러블슈팅: 계층을 구조화 시켜 트러블을 해결

OSI 각 계층의 데이터 단위

OSI의 각 계층별로 PDU를 부르는 이름이 달라진다.

제4계층 트랜프포트 계층: 세그먼트

제3계층 네트워크 계층: 패킷

제2계층 데이터 링크 계층: 프레임

2. LAN

네트워크 전체에서의 LAN의 위치

라우터 부분이 LAN과 WAN의 구분점 이다.

LAN의 구성요소

LAN은 이더넷으로 구성되는 것이 대부분이다.

이더넷은 OSI 기본 참조 모델의 물리 계층과 데이터 링크 계층에 대한 규격이다.

이더넷으로 LAN을 구축하기 위해서는 LAN카드, UTP 케이블, 스위치(허브)를 사용한다.

이더넷 통신에는 MAC 주소가 사용 된다.

케이블 사용 구분

다이렉트 케이블은 라우터와 스위치 간, 스위치와 PC 단말 간의 접속에 사용한다.

크로스 케이블은 스위치 간이나 라우터와 PC단말을 직접 연결할 때 사용한다.

3. IP 주소

네트워크 기기에 주소를 할당

IP 주소: 데이터를 네트워크 기기나 단말에 보내기 위한 식별 정보

MAC 주소가 비교적 좁은 범위의 레이어2 통신에서 사용되는 반면, IP주소는 라우터를 통한 다른 네트워크와 통신하는 넓은 범위의 통신(레이어3 통신)을 위해 필요하다.

IP 주소는 TCP/IP의 IP 프로토콜로 사용되는 것이며, 사람이 이해 하기 쉽게 10진수로 표기되어 있다. 주소 길이는 32비트다.

윈도우 환경에서 명령 프롬포트에서 ipconfig/all 명렁어를 실행하면 자신의 PC의 IP 주소와 MAC 주소를 확인할 수 있다.

IP 주소의 클래스

네트워크 주소 부분과 호스트 주소 부분으로 나뉘지만, 그 경계가 고정된 것은 아니다

클래스 A ~ 클래스 E 까지 다섯 개의 클래스

사용자에게 할당되는 주소는 클래스 A ~ 클래스 C 범위

주소 시작이 1~126이면 클래스 A

클래스 A는 맨 앞의 1비트가 0으로 시작한다

상위 8비트가 네트워크 주소 부분, 하위 24비트가 호스트 주소 부분

주소의 시작이 128~191이면 클래스B

클래스 B는 맨 앞의 2비트가 10으로 시작한다

 상위 16비트가 네트워크 주소 부분, 하위 16비트가 호스트 주소 부분

주소의 시작이 192~223이면 클래스C

클래스 C는 맨 앞의 3비트가 110으로 시작한다.

상위 24비트가 네트워크 주소 부분, 하위 8비트가 호스트 주소 부분

클래스 D와 E는 사용자의 주소를 할당할 수 없다. 클래스 D는 멀티캐스트용, 클래스 E는 실험용 주소

할당할 수 없는 주소

- 호스트 주소 부분의 비트가 전부 0

- 호스트 주소 보분의 비트가 전부 1

호스트 주소 부분의 비트가 전부 0인 주소는 네트워크 그 자체를 나타내는 네트워크 주소

10.0.0.0

172.16.0.0

192.168.0.0

호스트 주소 부분의 비트가 전부 1인 것은 브로드캐스트 주소

10.255.255.255

172.16.255.255

192.168.1.255

브로드캐스트란, 네트워크 내의 불특정 다수에게 패킷을 동시에 전달하는 것 

특수 용도의 주소

PC가 네트워크에 연결 되지 않았을 때, 자신의 PC의 TCP/IP가 활성화 되어 있는가가 제일 중요

루프백: 네트워크상에서 자기 자신을 나타내는 인터페이스 또는 그 주소를 말한다,. 일반적인 주소는 127.0.0.1 이다.

루프백 주소 통신
명령 프롬프트에서 127.0.0.1 이라고 명령어를 실행

Ping 명령어에서 상대방 주소에 루프백 주소를 지정하면, 자신의 PC의 TCP/IP가 활성화 된 것을 확인할 수 있다.

서브넷 마스크

IP 주소의 클래스는 구분이 너무 대략적이라는 문제가 있다.

클래스	네크워크 수	호스트 수(한 네트워크 당)
클래스 A	136	16,777,214
클래스 B	16,384	65,534
클래스 C	2,097,152	254

여러 개의 단말을 하나의 네트워크로 관리하는 것은 현실적으로 불가능하다. 그래서 사용하는 것이 바로 서브넷 마스크 이다.

공인 주소와 사설 주소

IP 주소는 조직 외에서 사용하는 공인 주소와 조직 내에서 사용하는 사설 주소로 구분된다.

Ipv6

Ipv6는 Ipv4 주소 고갈의 문제를 대처하는 방법 중 하나로, 책정된 Ipv4를 잇는 규격이다.

[출처]

풍부한 그림과 사진으로 배우는 네트워크  더 쉽게, 더 깊게 제3판, 미카미 노부오 지음 / 박상욱 옮김