24. 네트워크(IP, Subnet Mask, OSI 7 Layer)

목차

1. 주요 네트워크 장비

2. TCP, UDP 포트

3. OSI 7 Layer

4. IP 주소

5. Subnet Mask

1. 주요 네트워크 장비

1.1. Router

- 서로 다른 Network의 통신을 가능하게 함

- Routing table에 의하여 Packet을 최적의 경로로 전송

 

1.2. Switch

- 동일Network에서 Node를 확장함

- MAC Adress Table에 의하여 Frame을 최적의 경로로 전송

2. TCP, UDP 포트

2.1. 포트 번호

- 0번 ~ 1023번: 잘 알려진 포트 (well-known port)
- 1024번 ~ 49151번: 등록된 포트 (registered port)
- 49152번 ~ 65535번: 동적 포트 (dynamic port)

 

2.2 주요 포트 번호

- 7. ECHO : PING 테스트를 위해 사용

- 20. FTP(파일 전송 프로토콜) - 데이터 포트

- 21. FTP(파일 전송 프로토콜) - 제어 포트

- 22. SSH : ssh, scp, sftp같은 프로토콜 및 포트 포워딩

- 23. Telnet 암호화되지 않은 텍스트 통신

- 25. SMTP : 이메일 전송에 사용

- 53. DNS - 평소에는 UDP를 사용, 전송하는 데이터가 251 byte이상, 영역전송일 때 TCP 사용

- 67,68. DHCP

- 80. HTTP : 웹 페이지 전송에 사용

- 110. POP3 : 전자우편 가져오기에 사용

- 143. IMAP : 받는 메일 서버

- 443. HTTPS : 보안 소켓 레이어

- 445. Microsoft_DS(모든 보안사고의 원인)

- 465. SSL 위의 SMTP

- 990 SSL 위의 FTP

- 993 SSL 위의 IMAP4

- 995 SSL 위의 POP3

3. OSI 7 Layer

3.1. OSI 7 Layer란?

- 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층별로 나누어 설명한 것
- 데이터의 흐름을 알 수 있음(각 계층별 기능과 역할을 통해 데이터 전달에 대한 전반적인 과정을 이해)
- Trouble Shooting/문제해결이 쉬움(어느 부분에서 문제가 생겼는지 확인 용이)
- Standard/표준화(장비 호환성 – 초창기에는 서로 다른 프로토콜을 사용)

 

3.2. 상위계층

3.2.1. Layer 7 Application 응용 계층 : App 처리
- 데이터 생성을 목적으로 사용자에게 인터페이스와 네트워크 서비스 제공
- HTTP, FTP, Telnet 등
3.2.2. Layer 6 Presentation 표현 계층 : 데이터 표현 방법
- 7계층에서 만든 데이터에 컴퓨터가 인식할 수 있도록 데이터 표현 방식을 할당
- Jpeg, mp3, 압축 등
3.2.3. Layer 5 Session 세션 계층 : 통신 시작과 종료
- 응용프로그램 또는 네트워크 간에 연결을 맺거나 끊기, 연결을 유지하는 기능을 담당
- 물리적, 논리적 연결 담당

 

3.3. 하위계층
3.3.1. Layer 4 Transport 전송계층 – TCP, UDP, L4 스위치, Gateway, 세그먼트
- 테이터 전송 방식(TCP, UDP) 결정 및 서비스 포트번호 구별, 네트워크 통신관리
3.3.2. Layer 3 Network 네트워크 계층 – IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP, Router, 패킷
- 논리적 주소(IP주소)를 기반으로 출발지에서 목적지까지 가는 데이터 경로 설정
- 최적 경로 설정 -> Routing Protocol, 네트워크 통신 경로 선택
3.3.3. Layer 2 DataLink 데이터 링크 계층 – Ethernet, HDLC, PPP, Switch, 프레임
- 물리적 주소( MAC 주소)를 기반으로 노드대 노드로 데이터 전송 형태를 결정, 기기간 처리
3.3.4. Layer 1 Physical 물리 계층 – Cable, Hub, 비트, 전기적인 접속

 

3.4. 캡슐화, 역캡슐화

출처 :http://networking.layer-x.com/p040200-1.html

- 서버 애플리케이션 : 데이터를 전송 계층에 전달
- 전송계층 : 받은 애플리케이션 데이터의 헤더에 TCP/UDP세그먼트를 붙여 네트워크 계층에 전달
- 네트워크 계층 : 받은 데이터 헤더에 IP패킷을 추가하여 데이터 링크 계층으로 전달
- 데이터 링크 계층 : 받은 데이터의 헤더에 이더넷 프레임에 넣어 물리계층으로 전달
- 물리계층 : 받은 데이터를 비트로 변환 후 전기신호나 광신호로 만들어 보냄

- 역캡슐화는 역순으로 진행

4.MAC Address

- 컴퓨터 간 데이터 전송을 위한 물리적 주소

- 16진수 0~9 A~F로 표현 : 4bit(16진수) x 12(자리) = 48bit

5. IP Address

5.1. IPv4

IPv4의 주소 체계

- 이진수 32개로 구성

- 8개씩 끊어서 10진수로 변환해서 표현

- 8개씩 끊은 단위를 Octet(옥텟)이라고 함

- 1개의 Octet에 올 수 있는 최소수 0, 최대수 255

 

5.2. IP Address 문제

아래 보기 중 유효한 IP Address는?

- 0.0.0.0 (O)

- 255.255.255.255 (O)

- 100.100.100.1 (O)

- 255.0.255.0 (O)

- 168.126.96.256 (X)

- 200.300.200.1 (X)

- 1.1.1.1 (O)

 

5.3. IP Class

A class : 0.0.0.0~127.255.255.255 SubnetMask : 255.0.0.0

1.100.100.100, 1.200.200.200, 1.1.1.1 : 1번째 자리까지만 인식 3가지 전부 다 1.0.0.0으로 인식

B class : 128.0.0.0~191.255.255.255 SubnetMask : 255.255.0.0

128.255.0.1, 128.255.0.0, 128.255.255.255 2번째 자리까지만 인식 2가지 전부 다 128.255.0.0으로 인식

C class : 192.0.0.0~223.255.255.255 SubnetMask : 255.255.255.0

D class : 224.0.0.0~239.255.255.255 : 멀티캐스트용

E class : 240.0.0.0~255.255.255.254 : 연구목적용

6. Subnet Mask

6.1. Subnet Mask의 특징

- IP Address와 동일

- 2진수 1로 시작하고 중간에 0이 나오면 끝까지 0

ex) 11111111.11111111.11111111.00000000 255.255.255.0

ex) 11111111.11111111.00000000.00000000 255.255.0.0

ex) 11111111.00000000.00000000.00000000 255.0.0.0

ex) 11111111.11111111.11111111.11000000 255.255.255.192

ex) 11111111.11111111.11111101.00000000 불가능

- Prefix : 2진수 1의 개수로 Subnet Mask를 표현

ex) 255.255.255.0 = /24

 

6.2. Subnetting 

Subnet	네트워크 수
0	1
128	2
192	4
224	8
240	16
248	32
252	64
254	128
255	256

- 각 네트워크에서 맨 앞의 IP는 네트워크 ID, 맨 뒤의 IP는 브로드캐스트 주소로 사용됨

 

6.3. Subnet Mask 구하기 문제

6.3.1. IP : 10.0.0.0를 4개의 네트워크로 분리

전체 범위 : 10.0.0.0~10.0.0.63 -> 실제 사용 범위 : 10.0.0.1~10.0.0.62

전체 범위 : 10.0.0.64~10.0.0.127 -> 실제 사용 범위 : 10.0.0.65~10.0.0.126

전체 범위 : 10.0.0.128~10.0.0.191 –> 실제 사용 범위 : 10.0.0.129~10.0.0.190

전체 범위 : 10.0.0.191~10.0.0.255 -> 실제 사용 범위 : 10.0.0.192~10.0.0.254

Subnet Mask : 255.255.255.192

 

6.3.2 IP : 10.0.0.0을 8개의 네트워크로 분리

전체 범위 : 10.0.0.0~10.0.0.31 -> 실제 사용 범위 : 10.0.0.1~10.0.0.30

전체 범위 : 10.0.0.32~10.0.0.63 -> 실제 사용 범위 : 10.0.0.33~10.0.0.62

전체 범위 : 10.0.0.64~10.0.0.95 -> 실제 사용 범위 : 10.0.0.65~10.0.0.94

전체 범위 : 10.0.0.96~10.0.0.127 -> 실제 사용 범위 : 10.0.0.97~10.0.0.126

전체 범위 : 10.0.0.128~10.0.0.159 -> 실제 사용 범위 : 10.0.0.129~10.0.0.158

전체 범위 : 10.0.0.160~10.0.0.191 -> 실제 사용 범위 : 10.0.0.161~10.0.0.190

전체 범위 : 10.0.0.192~10.0.0.223 -> 실제 사용 범위 : 10.0.0.193~10.0.0.222

전체 범위 : 10.0.0.224~10.0.0.255 -> 실제 사용 범위 : 10.0.0.225~10.0.0.254

Subnet Mask : 255.255.255.224