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스위치와 허브의 차이 ★
- 스위치는 예를 들어 1번 포트에 연결된 PC가 2번 포트에 연결된 PC와 데이터를 주고받는 동안에도 3번, 4번 포트에 연결된 PC가 서로 데이터를 주고 받을 수 있게 해주는 장비. (= "포트별로 콜리전 도메인이 나뉘어져 있다")
- 허브는 1, 2번 사이에서 통신이 일어나면 나머지 모든 PC들은 기다려야함.
- 스위치는 허브에 비해 데이터를 처리하는 방법이 우수하며, 데이터의 전송 에러 등을 복구해주는 기능 등 여러 기능을 가지고 있다.
스위치와 브릿지의 차이 ☆
- 스위치는 처리 방식이 하드웨어로 이루어지기 때문에 소프트웨어적으로 프레임을 처리하는 브리지에 비해서 훨씬 빠르다는 차이점이 있다. (즉, 브릿지는 소프트웨어적 프로그램에 의해서 처리되는 방식이지만, 스위치의 경우는 처리 절차를 미리 칩에 구워서 하드웨어 방식으로 만드는 ASIC 방식이기 때문에 프레임 처리 속도가 브릿지에 비해 훨씬 빠르다.)
- 브릿지는 포트들이 같은 속도를 지원 / 스위치는 서로 다른 속도를 연결해줄 수 있는 기능 제공
- 스위치는 브릿지에 비해 제공하는 포트 수가 훨씬 많음. (스위치 몇백개 / 브릿지 2~3개)
- 스위치는 Cut-through 방식 : 목적지 주소만을 본 다음 바로 전송 처리 ( <-> 에러복구 약점)
- 브릿지는 Store-and-forwarding 방식 : 프레임을 전부 받아들이고 다음 처리 시작 ( <-> 에러복구 강점)
- 프래그먼트-프리(Fragment-Free) 방식 : Cut-through + Store-and-forwarding
루핑은 왜 생길까?
- Looping이란 Frame이 네트워크 상에서 무하정으로 뺑뺑 돌기 때문에 ethernet 특성 상 네트워크가 조용해야 데이터를 전송할 수 잇는 다른 녀석들이 계속 네트워크가 조용해지기를 기다리기만 할 뿐 데이터 전송은 불가능해지는 상태
- 모든 사람이 네트워크를 구성하며 모든 목적지의 경로를 하나만 있도록 만들어주면 루핑은 생기지 않지만, 늘 사람이 모든 걸 해줄 수는 없기 때문에 자동으로 루핑을 막아주는 알고리즘이 필요함.
- -->> Spanning Tree Algorithm
- 브릿지나 스위치에 목적지까지 경로가 두 개 이상 존재하면 반드시 "루핑"이 발생하고 이를 막는것이 "스패닝 트리 알고리즘"
스패닝 트리 알고리즘(Spanning Tree Algorithm) ★
- 스위치나 브리지에서 발생할 수 있는 루핑을 미리 막기 위해 두 개 이상의 경로가 발생하면 하나를 제외하고 나머지 경로들을 자동으로 막아두었다가 만약 기존 경로에 문제가 생기면 막아놓은 경로를 풀어서 데이터를 전송하는 알고리즘!
- 모든 스위치는 "Spanning Tree Algorithm" 을 지원함!
- 대기하던 링크가 다시 살아나서 연결 해주는데 약 1분이상 소요!
- 최대 8개의 링크를 묶어서 만들 수 있다.
- Uplink Fast라는 기술은 복구 시간을 약 2~3초 안에 가능하게 만든 기술.
주소개념
- 인터넷의 모든 장비를 각각 인식하는 고유의 번호
- 네트워크는 주소를 가지고 "목적지까지 경로를 설정"
- 주소를 이용하여 데이터 출입경로를 통제(보안 기능)
| 일반 우편 주소 | 데이터 패킷 주소 |
| 우편번호 | MAC 주소(2계층) = 물리적주소 = 눈에 보이는 번호 |
| 집 주소 | IP 주소 (3계층) = 논리적주소 |
| 00 아파트 | TCP (4계층) -> 많은 데이터 // UDP --> 작은 데이터 |
| 이름 | Port 번호 |
IPv4 ★
- 2의 32승 = 약 43억개
- 32비트를 8비트씩 끊어서 4개 부분으로 나누고 각각 10진수로 표현
- 32비트를 네트워크주소 // 호스트주소 부분으로 구분
ex) 사무실까지 찾아오는 주소 = 네트워크주소
사무실까지 와서 내 컴퓨터를 구분하는 것 = 호스트주소 - 전세계에서 유일한 주소
- 공인IP 주소와 사설 IP 주소로 구분
이진법 계산
- IPv4 주소 표현을 위한 2진수의 10진수 변환
클래스(Class) 기반 주소 지정 ★
네트워크 주소와 호스트 주소의 의미 ★
- IPv4주소의 각 클래스 별 네트워크와 호스트 주소
IPv4 주소의 네트워크 주소 및 호스트 주소의 개수
특수 주소 지정
32비트 모두 0인 주소
- 0.0.0.0/32
IPv4 패킷을 전송하고자 하는 호스트가 자신의 IP 주소를 모르는 경우, 통신에 사용
ex) 집에서 유동 IP환경에서 컴퓨터를 켰다면, IP가 없는데 이 떄 KT에 IP주소를 요구했을때 0으로 셋팅! - 목적지 주소를 제한된 브로드캐스트 주소로 설정 (DHCP에서 사용)
32비트 모두 1인 주소 (제한적 브로드캐스트)
- 255.255.255.255./32
현재 네트워크내의 제한된 브로드캐스트로 예약 - 네트워크 내의 모든 다른 호스트들에게 메시지를 전송할 때 이 주소를 목적지 주소로 설정
- 제한적 브로드캐스트는 라우터 밖으로는 전달되지 않음.
네트워크 자체 주소
- 호스트 부분이 모두 0인 주소.
ex) xxxx.xxxx.xxxx.0 - 직접적 브로드캐스트 주소
- 호스트 부분이 모두 1인 주소
- 라우터가 네트워크의 모든 호스트로 패킷을 보낼 때 사용. - 루프백 주소(Loopback Address) ★
= 127.0.0.1 , 127.0.0.0/8
멀티캐스트 주소
IPv4 주소의 사설 IP(인터넷을 통해서 외부로 나아갈수 없는 번호) ★
클래스리스(Classless) 기반 주소 ★
- A,B,C 처럼 등급화 하지 않는 주소
- IP 주소 낭비와 부족현상 심화로인해 등급화 되지 않는 방식 도입
- A, B, C 클래스별로 IP 주소를 구분하지 않고 네트워크 식별자 범위를 자유롭게 지정할 수 있도록 하여 IP 주소 사용을 융통성 있게 함.
- CIDR (classless Inter Domian Routing)
- VLSM (Variable Length Subnet Mask)
- xxx,xxx,xxx / xx 로 표현
- / 다음의 xx 숫자까지를 네트워크 주소로 사용
ex) 203.221.231.46/25
-> 처음부터 25비트까지를 네트워크 주소로 사용
서브넷 마스크 값 계산하기
Q. 210.193.130.200/26 의 경우 200.193.130.130/26의 서브넷 마스크 값은?
-->> 255.255.255.192
네트워크 주소 값 계산하기
서브넷팅 ★
- 하나의 등급의 네트워크를 몇 개의 작은 논리적인 서브 네트워크로 분할하는 방식
- 서브넷팅에서는 호스트 식별자를 다시 서브넷 식별자와 호스트 식별자로 세분화
서브넷 마스킹
- IP 주소로부터 서브넷 주소 만을 식별하는 방법
수퍼넷팅
- 특정 클래스에서 사용할 수 있는 호스트의 수가 정해지고 제한됨
- 특정 클래스의 주소 여러 개를 묶어 좀 더 큰 하나의 네트워크로 구성하는 것
- 네트워크 식별자 중 일부를 호스트 식별자로 사용
Interface IP 주소 / 라우팅 프로토콜 RIP 설정
IPv4 프로토콜의 특징
- 비신뢰성 (오류제어 / 흐름제어 등을 하지 않음)
- 비연결형 (연결설정 없이 브로드캐스트 방식으로 패킷 전송)
- 주소 지정 (손싱과 수신 IP 주소를 32비트로 지정)
- 경로 설정 (네트워크에서 목적지 IP 주소를 기반으로 경로 설정)
- 최선형 서비스 (호 설정 없이 빠르게 호 접속 가능)
IPv4 헤더의 구조
기본헤더 필드
- 버전 : IP 프로토콜의 버전을 의미 (버전 4)
- 헤더 길이 : 옵션 필드를 포함한 헤더의 총 길이 (기본 헤더 20바이트, 확장 헤더 40바이트)
- 서비스 타입 : 우선권(3비트), TOS(4비트), 예약(1비트)
- 전체 길이 : 헤더와 데이터를 포함한 IP 패킷의 전체길이
- 식별자 : 상위계층(TCP)의 동일한 데이터로부터 분할된 패킷은 수신 측에서 재조립할 수 있도록 동일한 식별자 부여
- 플래그 : 첫 번째 비트(예약) / 두 번째 비트(단편화 금지) / 세 번째 비트(추가 단편화 비트, 1(추가있음), 0(마지막))
- 단편화 옵셋 : 분할된 패킷의 상대적 위치를 8바이트 단위로 표시
- TTL : 패킷이 경유할 수 있는 최대 홉 수를 의미, 패킷이 라우터를 통과할 때마다 TTL값은 1씩 감소, 0이 되면 폐기
- 프로토콜 : 지원하는 프로토콜 (1(ICMP), 6(TCP), 17(UDP))
- 헤더체크섬 : IP 패킷 헤더의 오류 발생을 검사하기 위한 필드
- 송신, 수신 IP주소 : 32비트
헤더옵션 필드
- IPv4는 기본헤더 20바이트 이외에 옵션으로 40바이트 추가 가능!
- 옵션필드는 경로추적이나 네트워크 상황파악 등 특정 목적에 사용
- 하나 이상의 옵션 필드를 동시에 사용 가능!
엄격한 소스 루트
타임스탬프
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