Network - 1

2019-04-03

Network

OSI 7계층
- 응용 계층(Application Layer) - FTP, HTTP, SSH
- 표현 계층(Presentation Layer)
- 세션 계층(Session Layer)
- 전송 계층(Transport Layer) - TCP, UDP
- 네트워크 계층(Network Layer) - IP
- 데이터 링크 계층(Data Link Layer) - Ethernet
- 물리 계층(Physical Layer)
TCP/IP 4계층
- Application - 응용 계층, 표현 계층, 세션 계층
- Transport - 전송 계층
- Internet - 네트워크 계층
- Network Interface - 데이터 링크 계층, 물리 계층

물리 계층
- Lan cable(CAT5, UTP(Unshielded Twisted Pair), RJ-45(커넥터))
- Repeater : 거리가 멀어지면 노이즈가 생겨 약해진 신호를 증폭
데이터 링크 계층
- NIC(Network Interface Card) : 랜 카드. 네티워크 어댑터
- MAC(Media Access Control) : NIC의 하드웨어 주소
  1
  2
  3
  4
  ex) 40 - 49 - 0F - 80 - C3 - 2F
  
  >> 40 - 49 - 0F = 제조사
  >> 80 - C3 - 2F = NIC 번호
- 라우터를 기준으로 같은 공간에 있다면 LAN(Local Area Network)
- MAC Address는 LAN에서 컴퓨터 주소를 찾을 때만 사용
- Destination MAC Address : 6 bytes, 패킷 수신 NIC
- Source Mac Address : 6 bytes, 패킷 송신 NIC
- MTU(Maximum Transmission unit) [최대 전송 단위] : 1500 bytes
  - 실제적으로는 조금 더 작음

네트워크 계층

ARP(Address Resolution Protocol)

브로드캐스트로 어떤 IP를 사용하는 호스트의 MAC 주소를 알아냄

host1 : 192.168.100.18
host2 : 192.168.100.63

host1에서 host2로 정보를 보내고 싶을 때...

1. 브로드캐스트를 해서 내가 보내고자 하는 IP 주소 즉, host2의 IP 주소를 알아낸다.

2. host2가 request로 본인의 IP 주소와 MAC 주소를 보낸다.

3. 그 때 host2로 원하는 정보를 전송 가능하다.

- ARP Cache를 통해 MAC 주소를 저장해둠(ARP Table)

- ARP Request : 192.168.100.63은 누구인가?

- ARP Reply : 내가 192.168.100.63이고 MAC 주소는 이거다.

이러한 과정을 ARP라고 한다.

RARP(Reverse Address Resolution Protocol)
- 역순 주소 결정 프로토콜
- ARP와는 반대로 MAC 주소를 가지고 IP 주소를 알아냄
- 지금은 거의 사라진 개념
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)
- 동적 호스트 구성 프로토콜
- IP 주소들을 동적으로 할당할 수 있으며 더이상 사용되지 않는 경우 회수함
IP
- TTL(Time To Live)
  - 데이터의 유효 기간을 나타내기 위한 방법
  - 몇 개의 라우터를 지나면 패킷을 버릴 것인지를 나타냄
  - ex) ttl = 55 <- 55번 지나면 사라짐
- Source Address : 4bytes, 송신 IP
- Destination Address : 4bytes, 수신 IP
  1
  [1byte] [1byte] [1byte] [1byte] = 4bytes
- 1byte에 0 ~ 255
- Network 주소 = 라우터를 찾는 주소
- Host 주소 = LAN에 소속되있는 특정 Host(컴퓨터)
- IPv4, IPv6

클래스 단위 주소 지정
1
class A = [Network ID] [Host ID] [Host ID] [Host ID]
- Network ID => 0000 0000 ~ 0111 1111(0 ~ 127)
- 네트워크 주소는 0과 127을 제외한 126개 사용
- 호스트 주소는 네트워크 주소 당 “0”과 “1”을 제외한 2^24 - 2 = 16,777,214개 사용
  1
  class B = [Network ID] [Network ID] [Host ID] [Host ID]
- Network ID => 1000 0000 ~ 1011 1111(128 ~ 191)
- 네트워크 주소는 2^14 - 2 = 16,282개 사용
- 호스트 주소는 네트워크 주소 당 2^16 - 2 = 65534개 사용
  1
  class C = [Network ID] [Network ID] [Network ID] [Host ID]
- Network ID => 1100 0000 ~ 1101 1111(192 ~ 223)
- 네트워크 주소는 2^21 - 2 = 2,097,150개 사용
- 호스트 주소는 네트워크 주소 당 2^8 - 2 = 254개 사용
- 0은 네트워크 주소 자기자신이고, 255는 브로드캐스트용 주소

IP 서브넷 주소 지정

ex) IP address : 201.175.122.74 => class C

Subnet mask : 255.255.255.192

>> (11111111 . 11111111 . 11111111) . (11)(000000)
>> (Network ID) (Subnet ID) (Host ID)

IP Address & Subnet mask(AND 연산 수행)

11001001.10101111.01111010.01001010 -> IP 주소
11111111.11111111.11111111.11000000 -> Subnet 주소
-------------------------------------
11001001.10101111.01111010.01000000 -> 결과

1byte = 255에서는 AND 연산을 수행했을 때 모두 그대로 나오게 된다.
서브넷 마스크 주소가 255.255.255.0이라면…
- 앞 3bytes는 그대로 주소가 나옴
- 네트워크 주소는 24개
- 호스트 주소로 253개 사용 가능
서브넷 마스크 주소가 255.255.255.192라면…
- 앞 3bytes는 그대로 주소가 나옴
- 추가로 마지막 byte 자리에서 첫번째와 두번째 자리까지 연산을 수행
- 네트워크 주소는 26개
- 호스트 주소로 나머지 자리의 2^6 -2 = 62개 사용 가능
표현 방식 = 201.175.122.74/26

Public IP(공인 IP 주소) vs Private IP(사설 IP 주소)

공인 IP 주소는 유일하기 때문에 주소로 바로 접근이 가능하다.
사설 IP 주소는 반드시 NAT를 통해 접근해야 한다.

하나의 공인 IP 주소를 라우터에 할당하고 사설 IP Network를 구성하여 공인 IP 주소를 공유

ex) 211.57.44.2(Public) => 192.168.0.1(Private) => 192.168.0.2(Host1)

                                                   192.168.0.4(Host2)

                                                   192.168.0.11(Host3)

                                                   192.168.0.16(Host4)

NAT(Network Address Translation)
- 사설 IP 네트워크에서 192.168.0.2의 Host가 Router 바깥에 있는 서버에 접근할 때…
  - 라우터가 이 Host에게 123.108.157.1(공인 IP 주소의 예)를 만들어줌
  - 바깥 서버와 정보를 주고 받을 수 있게 해줌
- 바깥 서버는 라우터 안에 있는 Host와 정보를 주고 받을 때…
  - 라우터가 이 Host에게 부여해준 123.108.157.1의 주소로 정보를 주고 받을 수 있다.
NAPT(Network Address Port Translation)
- NAT에 포트 개념이 추가됨
- 사설 IP와 라우터가 부여하는 공인 IP 뒤에 포트를 추가하여 정보를 주고 받음
- ex) 192.168.0.2:6000 <- 6000이 포트
- port란?
  - socket에 할당된 주소
  - 2bytes로 이루어져있으며, 0 ~ 1023은 특정 서비스 포트 의미
포트 포워딩(port forwarding)
- 하나의 IP 주소와 포트 번호 결합의 통신 요청을 다른 곳으로 넘겨주는 네트워크
- 주소 변환(NAT)의 응용

전송 계층
- Port : 소켓에 할당된 주소로, 특정 프로세스로 데이터를 전달할 수 있다.
- well-known port
  - 0 ~ 1023 (server)
  - FTP(20), SSH(22), HTTP(80), HTTPS(443)…
- dynamic port
  - 49152 ~ 65535 (client)

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