JG IT배움터

균등분할 ( FLSM )

- 일반적인 Subnetting

- 같은 주 네트워크가 같은 크기로 나뉜 경우에만 라우팅 업데이트를 해주는 방식

- EX) RIP v1

- RIPv1은 Classful방식으로 Subnet-mask를 보내지 않기 때문에 아예 Class로 구분된 주소이거나 같은 크기로 나누어져 있어서 상대 라우터가 정확하게 저장할 수 있는 주소만 주고받는다.

비 균등분할 ( VLSM )

- 다양한 크기로 Subnetting

- 서브 네팅을 실시한 이후에도 IP 주소가 낭비되는 것을 방지하기 위해서 서브넷 마스크의 길이를 더 확장하여 늘리는 기능

# 실습

100대의 PC를 강의장 1개, 50대의 PC를 갖는 강의장 2개를 구성해야 한다..

210.123.145.0/24 대역

※ 주의사항 : 반드시 크기가 큰 Subnet부터 작업을 진행한다.

210.123.145.NHHH HHHH ( 2^7=128 )

255.255.255.1000 0000 ( 128 ) /25

210.123.145.‘0’000 0000 ~ ‘0’111 1111 [ 0 ~ 127 ]

210.123.145.‘1’000 0000 ~ ‘1’111 1111 [ 128 ~ 255 ] > 100대의 PC를 갖는 강의장에서 사용

[ PC 100대 강의장 PC IP 설정 예시 ]

IP : 210.123.145.129

SM : 255.255.255.128

GW ; 210.123.145.254

210.123.145.‘0’NHH HHHH ( 2^6 = 64 )

255.255.255.‘1’100 0000 (192) /26

210.123.145.0’0’00 0000 ~ 0’0’11 1111 [ 0 ~ 63 ] >50대의 PC를 갖는 강의장 AA

210.123.145.0’1’00 0000 ~ 0’1’11 1111 [ 63 ~ 127 ] >50대의 PC를 갖는 강의장 BB

[ PC 50대 강의장 A PC IP 설정 예시 ]

IP : 210.123.145.1

SM : 255.255.255.192

GW ; 210.123.145.62

[ PC 50대 강의장 B PC IP 설정 예시 ]

IP : 210.123.145.65

SM : 255.255.255.192

GW ; 210.123.145.126

대역대

218.128.32.0                  255.255.255.0 /24

3개의 Network가 필요하다.

1. 부여받은 IP주소 대역대를 확인한 후 조건을 확인합니다.

2. SubnetMask Bit값을 조건에 맞게 변경 ( Subnetting )

218 . 128 . 32 . NNHH HHHH ( 2^6 = 64 )

255 . 255 . 255. 1100 0000 ( 192 )

218 . 128 . 32 . “00”00 0000 ~ “00”11 1111 [ 0 ~ 63 ]

218 . 128 . 32 . “01”00 0000 ~ “01”11 1111 [ 64 ~ 127 ]

218 . 128 . 32 . “10”00 0000 ~ “10”11 1111 [ 128 ~ 191 ]

218 . 128 . 32 . “11”00 0000 ~ “11”11 1111 [ 192 ~ 255 ]

※ 각 Network의 첫 번째 Host 주소(Network IP)와 마지막 Host 주소(Broadcast)는 클라이언트가 사용 할 수 없음

첫 번째 Host 주소값 : 해당 Subnet을 대표하는 대표주소로 사용

마지막 Host 주소값 : 해당 Subnet의 Broadcast 주소로 사용

같은 대역의 다른조건 실습

하나의 Network당 25의 Host(PC)가 존재

218 . 128 . 32 . NNNH HHHH (2^6 = 64)

255 . 255 . 255. 1110 0000 (224)

218.128.32."000"0 0000 ~ "000"1 1111 [ 0~31 ]

218.128.32."001"0 0000 ~ "001"1 1111 [ 32~63 ]

218.128.32."010"0 0000 ~ "010"1 1111 [ 64~95 ]

218.128.32."011"0 0000 ~ "011"1 1111 [ 96~127 ]

218.128.32."100"0 0000 ~ "100"1 1111 [ 128~159 ]

218.128.32."101"0 0000 ~ "101"1 1111 [ 160~191 ]

218.128.32."110"0 0000 ~ "110"1 1111 [ 192~223 ]

218.128.32."111"0 0000 ~ "111"1 1111 [ 224~255 ]

서브넷

Classfull방식으로 네트워크를 나누게 되면 큰 규모의 국제 기업이나 단체가 아닌 곳에서 사용하는 것은 매우 비효율적이다.

이런 문제를 해결하기위해 IP를 사용하는 네트워크 장치들의 수에 따라 네트워크를 효율적으로 사용할 수 있도록 만든 것이 서브넷입니다.

서브넷 마스크

- IP 주소 체계의 Net ID와 Host ID를 서브넷 마스크를 통해 변경해서 네트워크 영역을 분리 또는 합체시키는 개념

- 네트워크를 분리하는 것을 서브 네팅, 네트워크를 합치는 것을 슈퍼 네팅이라고 한다.

- ip주소와 동일하게 32bit 2진수로 되어 있으며 8bit마다 '.'(닷) 으로 구분

- 서브넷 마스크가 1인 부분은 Net ID이고, 0인 부분은 Host ID를 의미한다.

Subnetting 

- 관리자가 편리하게 하기 위해 네트워크를 나누는 것

- Subnet 서브넷은 네트워크를 나눈다 또는 쪼갠다라고 표현한다.

- Subnetting은 네트워크를 나누는 것으로 네트워크 ip를 분할한다.

- 하나의 네트워크를 여러개 ip 다수 네트워크 ip로 분할하는 작업

Subnetting 목적

1. 효율성

- 관리가 편리하다.

- ip 주소를 효율적으로 나누어 낭비 방지

- 필요와 편의에 따라 구분하면 ip만을 통해 용도를 나누기 가능

2. 성능

- broadcast

- 네트워크 브로드캐스트 사이즈 축소

- 조직 단위 사이즈를 줄여 브로드캐스트 내 트래픽을 줄여 성능 향상

3. 보안

- 네트워크 분리

- 네트워크를 분리함에 따라 보안성이 향상

- 단일 도메인 내 여러 시스템이 존재하면 보안 이슈에 대한 파급 영향도 커진다.

Classful 방식

- 초기 IPv4의 경우 Classful 형식을 사용, 현재는 Classless 형식을 사용.

- Class를 정의한 이유는 Network를 나누어 주기 위해 사용.

- 따로 명시하지 않아도 Net-ID와 Host-ID를 구분할 수 있다.

- 주소의 낭비가 발생하여 현재는 사용하지 않는 방식

A Class (전체 IPv4 주소중 50%를 점유) : 규모가 큰 조직에게 할당

- 첫 밴째 옥텟의 첫 번째 Bit의 값이 "0"으로 고정 (규칙)

- "0"000 0000 ~ "0"111 1111 [ 0~127 ]

- IP주소의 첫 번째 주소값이 0 ~ 127 사이라면, A Class에 속한 IP주소가 된다.

- Net-ID의 경우 7Bit값이 변하는 수 (2^7 = 128)

- 총 128개의 Network를 표현할 수 있다.

- Host-ID의 경우는 24Bit값이 변하는 수(2^24 = 16,777,216)

- 각 Network마다 16,777,216개의 Host에 IP주소를 부여할 수 있다.

IPv4의 제외주소

- IPv4의 주소체계에서 사용 용도가 미리 정의되어 있는 예약 주소 값

- Host는 예약 주소로 지정된 IP주소를 공인 IP주소로 사용이 불가능하다.

A Class 범위의 제외 주소

- 0.X.X.X : ALL Network 주소, 모든 IPv4 주소를 내포하는 의미로 사용

- 127.X.X.X : Loopback 주소 (System 내부 통싱에 사용되는 주소체계)

- 10.X.X.X : A Class의 사설 IP주소 대역 (외부와 통신이 불가능한 주소체계)

※ 공인 IP, 사설 IP

B Class (전체 IP주소 중 25%를 점유) : 중간 규모 조직에 할당

- 첫 번째 옥텟의 첫 번째, 두 번째 Bit의 값이 "10"으로 고정 (규칙)

- "10"00 0000 ~ "10"11 1111 [ 128 ~ 191 ]

- IP주소의 첫 번째 주소 값이 128 ~ 191 사이라면, B Class에 속한 IP주소가 된다.

- Net-ID의 경우 14Bit 값이 변하는 수 

- 총 16,384개의 Network를 구성할 수 있는 Class

- Host-ID의 경우 16Bit 값이 변하는 수

- 각 Network마다 65,536개의 Host에 IP주소를 부여할 수 있다.

B Class 범위의 제외 주소

- 169.254.X.X : APIPA(Automatic Private IP Addressing, 자동 개인 주소 지정)

- 172.16.X.X : B Class의 사설 IP주소 대역 (외부와 통신이 불가능한 주소체계)

C Class (천체 IPv4 주소중 12.5%를 점유) : 소규모 조직에게 할당

- 첫 번째 옥텟의 첫 번째, 두 번째, 세 번째 Bit의 값이 "110"으로 고정 (규칙)

- "110"0 0000 ~ "110"1 1111 [ 192 ~ 223 ]

- IP주소의 첫 번째 주소 값이 192 ~ 223 사이라면, C Class에 속한 IP주소가 된다.

- Net-ID의 경우 21Bit21Bit 값이 변하는 수

- 총 16,384개의 Network를 구성할 수 있는 Class

- Host-ID의 경우 8Bit8Bit 값이 변하는 수

- 각 Network마다 65,536개의 Host에 IP주소를 부여할 수 있다.

C Class 범위의 제외 주소

- 192.168.x.x : C Class의 사설 IP주소 대역 ( 외부와 통신이 불가능한 주소체계)

D Class? : Multicast 통신을 위한 주소 ( A Class ~ C Class : Unicast 통신)

- 첫 번째, 두 번째, 세 번째, 네 번째 Bit가 "1110"으로 고정 (규칙)

- 1110 0000 ~ 1110 1111 (224 ~ 239)

- IP주소의 첫 번째 주소가 224 ~ 239 사이라면, D Class에 속한 IP주소가 된다.

E Class? : 실험용으로 예약

- 255.255.255.255 Global Broadcast 주소를 제외한 나머지는 사용되지 않음.

※ Broadcast의 종류

1. Global broadcast : 255.255.255.255

2. Direct broadcast

> Network-ID(대표 주소)대표주소 : 192.168.1.0/ Direct Broadcast : 192.168.1.255

> Network-ID(대표 주소)대표주소 : 10.10.0.0 / Direct Broadcast : 10.10.255.255

IPv4 Address

- 총 32개의 Bit로 구성, 8Bit로 1개의 옥텟을 표현

- IPv4의 경우 옥탯은 4개로 구성 (옥텟의 구분자 : ".")

- Bit의 연산은 2진수로 진행 ("1" = 사용, "0" = 사용 안 함)

- LAN (근거리 통신망) : 케이블 연결, 같은 IP주소 대역대 사용

- Network-ID(소속) / Host-ID(식별자)

- 소속 = 내가 속한 Network의 주소, 식별자 - 해당 Network에서 나를 구분하는 주소

※ IPv4의 주소 범위

- 32Bit = 2^43 = 4,294,967,296 약 43억 개의 주소를 표현 가능

- 0000 0000.0000 0000.0000 0000.0000 0000 [0.0.0.0]

-1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1111 [255.255.255.255]

1 계층 (물리적 계층)

- 허브, 리피터 (신호 증폭 및 HOST를 하나의 라인으로 모으는 용도로 사용)

- 신호를 증폭하는 용도이므로 동시에 데이터가 전송될 경우 Collision(충돌)이 발생할 수 있다.

- 1 계층 장비를 이용하여 묶인 영역은 "Collision Domain"(충돌 위험 구역)

- Half-duplex 방식을 사용하고, RX(수신 측)에 신호가 들어오면 TX(발신 측) 차단, 수신 완료 후 TX를 개방하는 형식

- 데이터의 단위  : Bit

2 계층 (데이터 링크 계층)

- Frame 형태의 Data를 전송, System의 MAC Address를 이용하여 장치 구분이 가능

- 매체 접근 방식을 이용하여 Data 간 충돌을 방지하고, 또한 상위 계층과 연결하는 논리적 링크

- 2계층 내부 통신(LAN)과 연관이 있다.

- 2계층 데이터 단위 : Frame

- Switch

※ Switch

- 2계층 헤더 정보를 토대로 기능을 수행하는 장비

- Collision을 방지한다. (Collison Domain을 분할한다.)

- Full-Duplex 방식을 사용하여 각 Interface를 따로 관리한다.

- 주소 학습을 진행한다. (MAC Address Table)

- Buffer를 갖는다. (Data가 들어온 순서를 기억하는 데 사용)

3 계층 (네트워크 계층)

- 자신과 다른 네트워크와 통신이 가능하도록 구현하는 것이 목적

- IPv4를 이용하여 통신

- Router 장비를 이용한 Routing이 중요

- 데이터 단위 : Packet

Twisted(UTP/STP 케이블)

- 내부 네트워크 연결 시 사용하는 케이블

- 피복 안의 서로 다른 심선이 서로 꼬여있는 것

※ 케이블 내부 심선을 꼬아 놓는 이유

- 잡음 (노이즈)를  방지하기 위해

- 케이블은 전자파의 영향을 많이 받는데 품질이 좋은 케이블일수록 접지와 차폐를 통해 전자파를 효과적으로 차단 가능

- 잡음이란 케이블을 통해 전달되는 데이터 신호가 전달되는 과장에서 전자파의 영향을 받아 제대로 데이터를 수신하지 못하는 경우

Fiber-Optic(광케이블)

- 전송되는 빛끼리는 아무런 상호작용이 없기 때문에, 매우 빠른 속도로 신호를 보낼 수 있고, 보낸 신호의 왜곡이 (거의) 없기 때문에 구리선과는 비교가 안 될 정도로 빠르다.

- 내부 네트워크 연결은 사용하지 않는다.

- 케이블 내부에 유리관이 있기 때문에 케이블이 1 직선으로 있어야 한다.

- 보통 땅속에 매설한다.

광케이블의 종류

1) 싱글모드 (LX)

- 한 번에 하나의 데이터만 보낼 수 있다.

- 멀리 보낼 수 있다.

2) 멀티모드 (SX)

- 한번에 여러 개의 데이터를 보낼 수 있다.

- 멀리 보내지 못한다.

Duplex

1.Half

- 반이중통신방식

- 양쪽에서 송, 수신은 가능하지만 동시에는 불가능하다.

ex) 무전기

2.Full

- 전이중 통신방식

- 양쪽에서 송, 수신이 가능하고 동시에 사용이 가능하다.

ex) 휴대전화

Bandwidth(대역폭)

- 한 번에 지나다닐 수 있는 데이터의 양

- 전송속도를 의미하지 않음

- 여러 사용자가 사용할 때는 사용자의 데이터를 나눠서 대역폭을 사용

- 크면 클수록 통신 효율이 좋다.

- 다중 사용자에서 대역폭이 중요하다.

Clock

WAN 환경 : 수동으로 맞춰줘야 한다.

LAN 환경 : 자동으로 clock시그널과 data시그널을 맞춰준다.

Straight케이블, Crossover케이블

Straight케이블

- 핀 배열이 서로 다른 디바이스 간 연결에 사용

Crossover케이블

-핀 배열이 서로 동일한 디바이스 간 연결에 사용

※ 핀 배열의 역할 같은 장비의 묶음

-A그룹: 라우터, 컴퓨터, 서버

-B그룹: 스위치, 허브, 브릿지, 공유기

ex) 장비의 핀 배열 구성에 따른 케이블링 (RX: 수신 / TX: 송신)

라우터 - 스위치 = Straight

라우터 - 컴퓨터 = Crossover

※ Auto MDIX

- 같은 그룹 간 케이블 연결을 스트레이트 케이블로 연결하여도 통신 을 지원하는 기술

OSI 7 Layer (참조 모델)

- 새로운 프로토콜, 장비 등등 만들 때 사용

- 5,6,7 계층은 프로그램 계층 데이터 전송 간은 연관성이 없고 개발과 연관성이 있다.

- 1~4 계층은 데이터 전송과 관련 됨

- 통신할 때 사용하는 모델(TCP/IP)과는 다르다.

계층별 역할

Application (5~7 계층)

- 실제 사용자가 사용하는 프로그램 계층

- E-Mail, DNS, DHCP, WEB, 응용 프로그램 등이 있다.

Transport (4 계층)

- 통신하고자 하는 대상에게 데이터를 전달하기 위한 포장 과정

- TCP/UDP가 있으며, 서로 다른 특성을 갖는다.

Internet(Network) (3 계층)

- 통신하고자 하는 대상에게 데이터를 전달하기 위해 주소를 적는 과정

- 3 계층의 대표적인 주소체계로는 'IP주소가 있다.

- 7~3 계층까지가 실질적인 사용자에 의해 결정이 된다.

Data Link (2 계층), Physical(1 계층)

- 실질적인 Network 인프라(장비, 케이블 연결) 환경이 여기에 속한다.

- Data Link : 전송방식을 결정 

- Physical : 실제 데이터가 전달되는 케이블

※ 4 계층에서 TCP/UDP는 Application계층에서 사용하는 응용 프로그램을 어떤 걸 사용하는지에 따라 결정된다.