1장. 네트워크와 OSI 7 Layer (2)

네트워킹 방식

1) 이더넷

2) 토큰링

 

😃 토큰링

- 옆으로 전달하는 방식으로 통신이 이루어짐

- 한 네트워크 상에서 오직 한 pc, 즉 토큰을 가진 pc만이 네트워크에 데이터를 실어 보낼 수 있다.

- 데이터를 다 보내고 나면 바로 옆 pc에게 토큰을 건네주는 방식

- 토큰을 가지고 있는 pc가 전송할 데이터가 없다면 토큰을 다시 옆 pc에게 전달한다.

- 장점 : 충돌이 발생하지 않는다

- 단점 : 오직 한 pc만이 데이터를 나를 수 있기 때문에 나머지 컴퓨터들은 주구장창 대기해야 하는 상황 발생

 

😃 네트워크의 주소 체계

 

1. MAC address (물리적 주소) 

 -  고유정보. 각각의 장치마다 다르게 부여됨. 중복 x ex)주민등록번호

 -  컴퓨터는 네트워크 상에서 서로를 구분하기 위한 MAC이라는 주소를 가지고 있다.

 -  정확한 통신을 위해서는 ip주소만으로는 안되고 MAC address 정보가 필요하다.

ex) 00-19-D1-F0-09-FF

      00:19:D1:F0:09:FF 

      0019.D1F0.09FF

 

2. IP address (논리적 주소)

 - 현재위치주소(가변적) ex)단성사 3층

ex) 192.168.21.1

 

같은 네트워크 내에 같은 ip주소가 2개 이상이면 ip충돌발생

😃 네트워크의 주소 체계

- 각 장비들은 정확한 통신을 위해 네트워크 상에서 서로 구분해야 한다.

- 이 역할을 하는 것이 바로 MAC(Media Access Control) address

- TCP/IP Protocol을 사용하는 네트워크(ex.Internet)에서는 IP address를 사용하여 통신.

 하지만 최종적으로 MAC address를 사용하여 데이터를 전달.

- 네트워크 장비의 인터페이스는 고유의 MAC address를 가지고 있다.

(ex. NIC카드, 라우터, 스위치 등)

*NIC(Network Interface Card)카드. LAN카드의 정식명칭

 

 

😃 MAC(Media Access Control) address

- 네트워크에 연결된 장비들이 가지는 48bit(6 Octet)의 고유한 주소.

 ( 전 세계에서 유일한 주소)

- Physical address, 즉 물리적 주소라고 부른다.

- 이진수로 48bit인 주소이지만 16진수로 표현

- 이진수 4개를 묶어 16진수 한 자리로 표현한다. 즉, 16진수 12자리로 MAC address를 표현

😃 MAC(Media Access Control) address

- 00-60-2F-3A-07-BC

- 앞의 24bits (6개의 16진수)는 생산자(생산 회사)를 나타내는 코드로 OUI라고 한다.

- OUI를 보면 어느 회사(메이커)에서 생산했는지 알 수 있다.

- 뒤의 24bits는 회사에서 각 장비에 분배하는 Host identifier 즉, 시리얼 넘버이다.

 

- 컴퓨터 MAC주소 확인해보기. cmd창에 ipconfig/all

 

😃IP(Internet Protocol) address

- 이진수 32bit로 구성된 주소체계

- 8bit씩 4 octet으로 구분, 각 octet을 10진수로 변환해서 표현한다.

 ex) 11000000.10101000.00000000.00000001

  👉192.168.0.1

- Logical address(논리적 주소)라고 부른다.

 

😃 ARP(Address Resolution Protocol)(****중요**** 출제 多, 난이도 上)

- 일반적으로 IP 주소만을 보기 때문에 IP주소로만 통신을 한다고 생각하지만 IP를 MAC으로 바꾸는(IP와 MAC을 매칭하는) 절차를 거친다.

- IP주소와 MAC 주소를 서로 매핑하는 절차를 ARP라고 한다.

- arp는 통신을 원하는 호스트의 ip 주소를 알고 있을 때, 그 호스트의 mac address를 알고자 할 때 사용하는 프로토콜이다.

😃 통신방식에 따른 네트워크 분류 (★★★ 시험 출제 多, 잘 구분해야함)

 

1. 유니캐스트( Unicast)

2. 브로드캐스트(Broadcast)

3. 멀티캐스트(Multicast)

 

 

1. 유니캐스트( Unicast) (ex. 1:1카톡)

- 일 대 일 전달방식

- 수신 측이 명확하게 한 곳으로 정해져 있는 경우

ex) Destination IP address : 192.168.1.1

      Destination MAC address :  00-12-65-32-3A-CC

- 즉, 정확한 특정 목적지의 주소 하나만 가지고 일 대 일로 전달하는 방식

ex) 편지(행운의 편지 아님), 1:1카톡

- 유니캐스트 통신 방식은 그 목적지 주소가 아닌 다른 PC들의 CPU 성능을 저하시키지는 않는다.

2. 브로드캐스트 (Broadcast) //ex.강의

- 일 대 전체(1:多) 전달 방식

- 불특정 다수에게 전부 전송하는 경우

ex) Destination IP address : 255.255.255.255  👉 예약된 broadcast 전용주소.

      Destination MAC address :  FF-FF-FF-FF-FF-FF 👉2진수로 바꾸면 전부 1

 

- 동일 Network에 연결된 모든 네트워크 장비에게 보내는 통신(즉, Broadcast Domain 안의 모든 장비들에게 전송)

👉 연결된 모든 장치에 뿌림

ex)TV, radio, 이장님 방송. KBS(Korea Broadcasting System)

- 브로드캐스트 주소가 오면 랜카드는 비록 자신의 맥 어드레스와 같지는 않지만 이 브로드캐스트 패킷을 CPU에게 보내게 된다. 

- 과도한 브로드캐스트는 전체 네트워크의 성능뿐 아니라 pc자체의 성능 역시 떨어뜨리는 결과를 가져온다.

(강의실에서 100명의 수강생 이름을 부르면 모두가 피로한 것처럼)

3. 멀티캐스트 (Multicast)

- ex.카톡 단톡방. 대상을 가짐.

- 일 대 그룹(대상이 명확한 집합) 전달 방식 

- 정해진 특정 그룹으로 전송하는 경우

ex) Destination IP address : 224.0.0.5  👉 멀티캐스트 전용주소.

      Destination MAC address :  01-00-5E-00-00-02 

- 특정 다수에게 전송하는 방식. 라우터나 스위치에서 이 기능을 지원해 주어야만 사용할 수 있다.

ex) 케이블 TV, 인터넷 방송(ex.U+TV. 유트브X, 아프리카TV X)

 

Q. 재난문자는 브로드캐스트일까 멀티캐스트일까?

정답 : 브로드캐스트. 기지국 DB에 등록된 모든 인원에게 뿌림. 멀티캐스느는 정해진 그룹에게

 

😃 Cisco 실습 _ ARP가 이루어지는 과정 확인하기

(깃허브 Nodejs폴더 main에 Cisco.zip있음)

👉사진처럼 셋팅 후  오른쪽 하단 Simulation 클릭 -> Show All/None 클릭 -> Edit Filters에서 ARP, ICMP만 선택

👉Subnet Mask는 클릭하면 자동으로 채워짐.

👉컴퓨터 네 대 모두 ip셋팅

 

😃 ICMP (Internet Control Message Protocol)

- ip는 신뢰성을 제공하지 않습니다. (= 수신여부를 확인해주지 않는다)

  tcp/ip에서 목적지 주소에 데이터를 실어서 보내는데 목적지에서는 수신여부를 통보해주지 않습니다.

그래서 icmp라는 프로토콜을 사용해서 목적지 주소의 상태를 확인할 수 있습니다.

이 때 수신성공을 하는지, 또는 전송을 실패하는지, 또는 시간이 만료되는지 등의 상태메세지를 출력해줍니다.

icmp는 ping이라는 유틸리티를 이용합니다.

 

😃 ARP : IP주소와 MAC 주소를 서로 매핑하는 절차를 

 

👉 PC0가 PC2와 통신하려한다

👉 PC0에서 PC2로 ping을 날려준다. (ping 192.168.0.3)

PC0에서 PC2로 ping을 날린 결과. Event list에 색종이 모양이 생김

👉 ARP색종이 클릭

ARP색종이 클릭 결과

통신하려는 컴퓨터(PC2)의 ip는 알고있는 상태. MAC은 비워두는게 아니고 0으로 채워둔것.

👉 [Capture.Forward] 클릭

👉 통신 대상을 찾기 위해 브로드캐스팅으로 뿌림

pc2가 응답

👉 arp -a

- ip가 192.168.0.3인 장치와 통신

- Type : dynamic > 자동으로 알아왔다. 정해진 프로토콜에 의해 arp를 진행 

- dynamic : 기본 수명시간 300초(5분). 5분동안 재통신이 발생하지 않으면 소멸(재통신 : incp, arp 등)

           일정시간이 지나면 자연스럽게 소멸되도록 만들어놓은것

arp할 때 브로드캐스트로 전송

과도한 브로드캐스트는 망 성능을 저하시키고  pc성능을 저하시킨다.

static : dynamic의 반대개념

 

👉 static으로 설정 (Cisco에서는 지원 안됨)

👉 arp -s 192.168.0.4 0f0f.0f0f.0f0f

 

 

arp 명령어 옵션

arp -a 현재 장치와 arp가 진행된 목록을 출력해줌.
arp -s  대상ip주소 Mac주소 [arp정보를 수동작성 :  static]
     >  arp 수명이 영구적임.
      > (페킷트레이에서는 지원안됨)

arp -d 대상ip주소 [arp정보를 수동 삭제]

 

 

😃 Q. PC2가 망가져서 새로운 컴퓨터를 가져왔다. PC0에서 PC4와 통신해도 문제가 없는가?

통신이 안된다. 새로운 LAN 카드를 장착했기 때문. 내가 아는 그놈이 아닌것이다.

확인절차를 다시 가져야한다.

arp는 실무에서 다양한 변수를 만들어낸다.

arp 테이블이 static으로 되어있으면 대상주소를 삭제(arp -d)

dynamic 상태라면 자동소멸되므로 5분을 기다리면 된다. 더 좋은 방법은 껐다키기>메모리에 저장된 내용이 날아감

실무에서 장비 교체 후에 이런 일이 발생함. ping을 날려보고 껐다 킨 후 다시 ping을 다시 날림. 하지만 안날라감

교체 전의 장비이기 때문.

현장에서 arp를 많이 까먹어서 애먹는 경우 빈번하게 발생.

 

껐다키기