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데이터통신, 네트워크 장비
ChoiSW
2024. 7. 26. 15:28
데이터통신이란?
- 원격지의 컴퓨터 상호 간에 유선(전선, 광섬유) 및 무선 매체를 통해, 통신 프로토콜에 따라서 데이터를 송수신하는 것입니다.
통신 프로토콜이란?
- 컴퓨터나 원거리 통신 장비 사이에서 메시지를 주고 받는 양식과 규칙의 체계입니다. 통신 프로토콜은 신호 체계, 인증, 그리고 오류 감지 및 수정 기능을 포함할 수 있습니다. 프로토콜은 형식, 의미론, 그리고 통신의 동기 과정 등을 정의하기는 하지만 구현되는 방법은 독립적입니다. 이때문에 프로토콜은 하드웨어 또는 소프트웨어 그리고 때로는 모두를 사용하여 구현되기도 합니다.
데이터 전송 방식
- Unicast : 단일장치로 데이터를 전송
- Multicast : 특정 그룹의 여러 장치로 데이터 전송
- Broadcast : 네트워크의 모든 장치로 데이터 전송
네트워크 토폴로지
- Bus
- Tree
- Star
- Ring
- Mesh
LAN ( Local Area Network )
- 지리적으로 제한된 영역(집, 사무실, 학교 등) 내의 장치들을 서로 연결하는 네트워트입니다.
- 각 조직이 관리합니다.
WAN (Wide Area Network)
- 지리적으로 넓은 영역(예: 도시, 주, 국가 등)에 걸쳐 연결되는 네트워크입니다.
- ISP(Internet service Provider)가 관리합니다.
ISP 예시) KT, SKT, LG 등
1대1 연결 통신
- A가 B에게 정보를 보내면, B는 A임을 추측할 수 있습니다. 누가 누구에게 보내는지 추가적인 관련 정보 없이 데이터만을 보내도 통신이 가능합니다.
여러 장비 간의 통신
- 누가 누구에게 보내는지 추가적인 정보를 담아 알려야합니다. 출발지, 도착지 식별을 위해 MAC 주소를 사용합니다.
MAC주소란?
Media Access Control address
- 일반적으로, 네트워크 장비 제조사에서 해당 장비의 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)에 MAC주소를 할당합니다. ( 장비에 고정되어있는 주소 )
- 48-bit이며, 16진수로 표현된다. 첫 24-bit는 제소사 식별에 사용됩니다.
- 모든 비트가 1인 FF:FF:FF:FF:FF:FF 는 BroadCast 이다. 모든 장비가 목적지입니다.
Mac주소만으로는 전세계 모든 장비에 대해 통신할 수 없다.
→ MAC주소는 장비벤더로 구분이 되어있어서 구조화되어있지 않습니다. 한국에 보내야하는지 미국에 보내야하는지 장비벤더로는 알 수가 없습니다.
그렇기에 IP주소가 필요하다. 내부 네트워크에서는 MAC 주소로 처리하고, 외부로 나가는 경우에 IP를 사용한다. 목적지가 외부 네트워크 인지, 내부 네트워크 인지는 IP를 가지고 판단합니다.
IPv4
- 32비트, 점으로 구분된 4개의 10진수
- 총 4294967296개 (2^32)
- 네트워크를 구분하여 효율적으로 관리하기 위해 Subnet mask 사용합니다.
- 192.168.0.1 의 IP주소를 할당받았고 Subnet Mask는 255.255.255.0이면, 192.168.0.0 부터 192.168.0.255 까지가 같은 네트워크입니다.
이때, 네트워크 주소는 처음 주소인 192.168.0.0 이고 / 브로드캐스트 주소는 마지막 주소인 192.168.0.255 입니다.
- 192.168.0.1 의 IP주소를 할당받았고 Subnet Mask는 255.255.255.0이면, 192.168.0.0 부터 192.168.0.255 까지가 같은 네트워크입니다.
클래스 | 구분 | 범위 | Subnet mask | 설명 |
클래스 A | 0으로 시작 | 0.0.0.0 – 127.255.255.255 | 255.0.0.0 (/8) | 2^8개 네트워크, 2^24 호스트 |
클래스 B | 10으로 시작 | 128.0.0.0 – 191.255.255.255 | 255.255.0.0 (/16) | 2^16개 네트워크, 2^16 호스트 |
클래스 C | 110으로 시작 | 192.0.0.0 – 223.255.255.255 | 255.255.255.0 (/24) | 2^24개 네트워크, 2^8 호스트 |
클래스 D | 1110으로 시작 | 224.0.0.0 – 239.255.255.255 | - | 멀티캐스트 용도로 사용 |
클래스 E | 1111으로 시작 | 240.0.0.0 – 255.255.255.255 | - | 실험적인 용도로 예약 (실제로 사용하지 않음) |
공인 IP (Public IP)대역이란?
- 인터넷 사용자의 로컬 네트워크를 식별하기 위해 ISP(Internet Service Provider, 인터넷 서비스 공급자, SK, KT, LG등 )가 제공하는 IP주소. 공용 IP주소라고도 불리며 외부에 공개되어 있는 IP주소입니다.
공인 IP는 전세계에서 유일한 IP주소를 갖고 있으며, 공인 IP 주소가 외부에 공개되어 있기 때문에, 인터넷에 연결된 다른 PC로부터의 접근이 가능하다. 공인 IP 주소를 사용하는 경우에는 방화벽 등의 보안 프로그램이 필요하다.
사설 IP (Private IP)대역이란?
- 일반 가정이나 회사 내 등에 할당된 네트워크의 IP주소. 로컬 IP, 가상 IP라고도 불리며 IPv4 주소의 부족으로 인해, 서브넷팅된 IP이다. 라우터에 의해 로컬 네트워크상의 PC나 장치에 할당된다.
- 인터넷 공유기에 연결된 PC, TV, 스마트폰 등이 대표적인 사설 IP주소입니다. 외부에는 공개되지 않아서 외부에서 검색, 접근이 불가능한 IP입니다.
사설 IP 대역
- 10.0.0.0/8 ( 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 )
- 172.16.0.0/12 ( 172.16.0.0 - 172.31.255.255 )
- 192.168.0.0/16 ( 192.168.0.0 – 192.168.255.255 )
네트워크 장비
허브
- 여러 장비를 연결하는데 사용된다.
- 한 포트에서 받은 트래픽( 서버와 스위치 등 네트워크 장치에서 일정 시간 내에 흐르는 데이터의 양 )을 모든 포트로 전송한다.
- 허브를 사용하면, 연결된 모든 장비를 포함하는 영역이 Collision Domain이다.
- Collision Domain : 충돌이 발생할 수 있어서 한 장비만 전송해야하는 영역
- 충돌 대책 : CSMA/CD
스위치
- 수신한 패킷의 MAC주소를 보고 알맞은 포트에 전송
- Collision Domain이 각 연결된 장비별로 분리되어 CSMA/CD가 필요 없다.
게이트웨이
- 목적지가 외부 네트워크인 경우, 외부 네트워크와 연결된 Gateway로 전송
라우터
- 서로 다른 네트워크를 연결하는 네트워크 장비
- 라우팅 테이블을 바탕으로 데이터 패킷의 경로를 결정