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목차
1계층과 2계층의 중심 프로토콜, 이더넷
이더넷(Ethernet)은 컴퓨터 네트워크 기술의 하나로, 전세계에서 가장 일반적으로 사용되는 LAN에서 가장 많이 활용되는 기술 규격이다.
프레임을 만드는 방법
제 3계층의 패킷에 헤더나 FCS를 추가하여 프레임을 만든다.
- 제3계층(네트워크 계층으로부터 받은 데이터(패킷)에 프레임의 처음을 나타내는 프리앰블(preamble) 추가
- 목적지(수신자)와 출발지(송신자)를 나타내는 헤더 추가
- 비트 오류 체크에 사용하는 FCS(Frame Check Sequence) 를 추가
통신시 컴퓨터 식별 방법
MAC 주소라는 48비트로 된 식별자를 사용하여 컴퓨터를 식별한다. MAC주소란 네트워크 세그먼트의 데이터 링크 계층에서 통신을 위한 네트워크 인터페이스에 할당된 고유 식별자이다.
컴퓨터가 데이터를 송신할 때, 자신의 MAC 주소를 '출발지 MAC주소', 데이터를 보낼 상대방 MAC주소를 '목적지 MAC 주소'로 하여 헤더에 넣는다.
그림으로 표현하면 다음과 같다.
스위치
이더넷은 스위치라는 네트워크 기기를 중심으로 컴퓨터를 배치해가는 스타형 토폴로지라는 연결 형태를 채택하고 있다.
스위치란, LAN과 LAN을 연결하여 훨씬 더 큰 LAN을 만드는 장치이다.
특징
- 하드웨어를 기반으로 처리하므로 전송 속도가 빠르다
- 포트마다 각기 다른 전송 속도를 지원하도록 제어할 수 있고, 수십에서 수백 개의 포트를 제공한다.
스위칭
스위치가 수행하는 프레임 전송을 '스위칭'이라고 한다.
스위치는 프레임이 들어온 'LAN 포트 번호'와 그 프레임의 '출발지 MAC 주소'를 대응표로 만들어 일정기간동안 기억해둔다. 이 MAC 주소 테이블을 만들어 필요한 포트에게만 프레임을 전송하도록 한다.
3계층의 중심 프로토콜, IP
IP란 Internet Protocol로 전송할 데이터에 주소를 지정하고 경로를 설정하는 기능을 한다.
패킷 만드는 방법
제 4계층의 세그먼트에 IP 헤더를 붙여 패킷을 만든다.
IP 헤더는 패킷의 목적지를 나타낸다.
통신시 컴퓨터 식별 방법
32비트로 된 IP 주소를 사용하여 컴퓨터를 식별한다. IP 주소는 '192.168.1.1' 처럼 8비트마다 점(.)으로 구분하여 10진수로 표기한다.
서브넷 마스크
IP주소는 '네트워크부'와 '호스트부'로 구성되어있다. 네트워크부는 네트워크 자체를 의미하고, 호스트부는 해당 네트워크에 연결되어 있는 단말을 뜻한다. 서브넷 마스크는 이 둘을 구분하는 표식과 같은 것으로, 1이 네트워크부, 0이 호스트부를 나타낸다.
사용 용도
IP 주소는 사용 용도에따라 다음과 같이 A 클래스에서 E 클래스까지 총 5단계로 구성되어 있다.
라우터
LAN과 LAN의 연결 기능에 데이터 전송의 최적 경로를 선택할 수 있는 기능이 추가된 것으로, 서로 다른 LAN이나 LAN 과 WAN의 연결도 수행한다.
기능
미리 만들어 놓은 '라우팅 테이블'을 이용하여 패킷을 전송한다. 라우팅 테이블은 '목적지 네트워크'와 목적지 네트워크로 가기 위해 보내야 할 곳의 IP주소로 구성되어 있다.
- 라우터는 패킷을 받으면 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 라우팅 테이블의 목적지 네트워크를 대조한다.
- 목적지 IP주소가 목적지 네트워크에 있으면 넥스트 홉의 IP 주소로 패킷을 전송한다.
- 없으면 파기한다.
라우팅 테이블의 작성 방법
1. 정적 라우팅
- 수동으로 라우팅 테이블을 만드는 방법.
- 관리자가 목적지 네트워크와 넥스트 홉을 하나하나 설정해야 한다.
- 네트워크를 구성하는 모든 라우터에 대해 라우팅 설정이 필요하지만, 설정을 알기 쉽고 관리하기 쉽기 때문에 소규모 네트워크 환경에서 주로 사용한다.
2. 동적 라우팅
- 인접하는 라우터들이 라우팅 정보를 서로 교환하여 라우팅 테이블을 자동으로 만드는 방법.
- 동작을 이해하기가 어렵지만 네트워크 환경의 변화에 대응하기도 쉬우며 장애 내구성을 향상시킬 수 있기 때문에 중간 규모부터 대규모 네트워크 환경에서 주로 사용.
ARP(Address Resolution Protocol, 주소분석프로토콜)
ARP는 호스트의 IP 주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속 장치의 물리적 주소(MAC Address)로 바꾼다.
쉽게 말해 IP 주소와 MAC 주소를 대응시키는 것이다.
컴퓨터는 제 3계층으로부터 받은 패킷을 프레임으로 만들어 케이블로 보내야 한다. 하지만 받은 패킷만으로는 프레임을 만들기 위한 정보가 부족하다. 왜냐하면 출발지 MAC 주소는 자기 자신의 MIC에 쓰여있는 MAC 주소이므로 알 수 있지만 목적지 MAC 주소는 모르기 때문이다. 이 때 ARP를 이용하여 IP 주소로부터 MAC 주소를 구하는 것이다.
참고
그림 한 장으로 보는 최신 서버 가이드북 Masahiro Kihashi
정보처리기사 필기 시나공