패킷트레이서 용어 정리

Ethernet : 로컬 LAN 상에서 2계층 하드웨어 통신을 위한 LAN 표준

Fast Ehternet : 100Mbps의 속도를 가지는 고속 Ethernet 또는 포트

IP Address : 네트워킹 장치에 할당된 32비트의 고유 주소

ICMP Ping : 에코 요청(Echo request)과 에코 응답(Echo reply)으로 구성되어 장치 간의 통신 상태를 테스트하기 위해 사용된다. ex) 출석 부르기 : 에코 요청, 학생의 대답 : 에코 응답

PDU: 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit). OSI 모델의 특정 계층에서 사용하는 고정된 크기의 데이터 크기

Packet : OSI 모델의 제3계층에서 사용하는 프로토콜 데이터 유닛. 계층에 관계없이 임의의 프로토콜에 의해 정의된 PDU(세그먼트, 데이터그램, 프레임)을 의미하기도 함

Device Table : ARP, 스위칭, 라우팅 테이블을 포함. 네트워킹 장치와 프로토콜에 관한 정보를 가짐

ARP Table : ARP에 의해 생성된 테이블. Ethernet의 MAC 주소와 이와 연관된 IP주소를 나타내는 테이블

DCE(Data Circuit-terminating Equipment) : 네트워크 끝단에 존재하면서 단말장치를 네트워크에 연결해 주는 역할을 하는 장치. 데이터 전송을 동기화하며 상대방과의 통신을 위한 장비.

DTE(Data Terminal Equipment) : 네트워크 끝단에 존재하는 단말장치(Router)

DCE 구간 : WAN 구간에서 WAN포트를 사용하여 연결하는 방식. Clock rate 반드시 적용

DTE 구간 : WAN 구간에서 WAN포트를 사용하여 연결하는 방식. Clock rate 적용해도 되고 안해도 됨

NM : Network Module

E : Ethernet

FE : Fastethernet

T : Serial

WIC : Wan Interface Card

OSI 참조 모델

데이터를 전송하는 호스트는 응용 계층에서 시작하여 물리 계층으로 사용자 데이터를 내려보내고, 데이터를 수신하는 호스트는 거꾸로 물리 계층에서 응용계층으로 데이터를 올려보내는 계층화된 구조

1. 물리 계층(L1) : PDU-bit

2. 데이터링크 계층(L2) : 이더넷, PPP, ARP, PDU-프레임

-MAC 주소를 기반으로 직접 연결된 서로 다른 2개의 네트워킹 장치 간의 데이터를 전송

-흐름제어, 오류제어, 접근제어, 동기화

-2계층의 대표 장비 : 스위치

네트워크 계층(L3) : IP, ICMP, PDU-Packet

-IP주소를 기반으로 패킷을 송수신

-2계층의 대표 장비 : 라우터, L3 스위치

-패킷 전달 : 종단간(end to end)의 패킷 전달 수행

-라우팅 : 패킷을 전송할 때, 라우팅 프로토콜을 기반으로 가장 효율적인 경로를 선택하여 패킷을 전송

-논리적인 주소 사용 : IP주소들을 포함하는 IP 프로토콜 헤더를 붙여 캡슐화를 수행한 후 패킷을 전송

전송 계층(L4) : TCP, UDP, PDU-segment

-실질적인 데이터 전달을 수행하는 계층으로 장비와 장비가 접속하면 전송계층의 TCP가 데이터를 전달

-종단간(end to end)데이터 통신 보장 : 통신 채널을 통해 흐름 제어와 오류 제어 등을 수행하여 전체적인 사용자 데이터의 통신을 보장

-사용자 데이터 분할과 재조립 : 데이터를 세그먼트로 분할하여 순서번호(sequence number)를 ㅎㄹ당하며, 수신한 데이터는 이 번호를 참조하여 재조립하거나 폐기하는 역할을 수행

IP Adress

1. IPv4 주소 형식

-2진수 32자리로 구성하며, 8자리(octet)마다 점으로 구분하고, 10진수로 변환하여 표기

ex)1100 0000 . 1010 1000 . 0000 0001 . 0000 1011 → 192.168.1.11

2. IP 주소의 구성

-네트워크 ID + 호스트 ID

-네트워크 ID : 네트워크를 구분하는 주소(동일한 네트워크에 존재하면 같은 네트워크 주소를 가짐)

-호스트 ID : 네트워크 상의 호스트를 구분하는 주소(네트워크 내의 호스트 주소는 유일)

-네트워크 안의 첫번째 주소는 네트워크 대표주소로, 마지막 주소는 Broadcast 주소로 사용된다.

ex) 192.168.1.11 중에 192.168.1은 네트워크 ID, 11은 호스트 ID

• 여기서 사용할 수 있는 IP 주소는 192.168.1.0~192.168.0.255
• 이 중 192.168.1.0(첫번째 주소)은 네트워크 대표주소
• 192.168.1.255(마지막 주소)는 브로드캐스트 주소

A Class

1. 32비트 중 첫 번째 최상위 비트를 0으로 시작하는 주소
2. 7비트로 네트워크 주소를 표현
3. 0xxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxx

네트워크ID                호스트ID

1. 네트워크 주소의 개수 : 2^7-2=126개 (0.0.0.0 : 사용안함, 127.0.0.0 : 루프백 주소)
2. 한 네트워크 당 호스트 수 : 2^8 * 2^8 * 2^8 - 2 개 (X.0.0.0 : 대표 네트워크 주소, X.255.255.255 : 브로드 캐스트 주소)
3. 0.0.0.0~127.255.255.255 (127.0.0.0 ~ 127.255.255.255는 루프백 주소로 예약)
4. 루프백 주소

-컴퓨터의 네트워크 입출력 기능을 시험하기 위하여 가상으로 할당한 인터넷 주소(127.0.0.1)

-실제로는 외부 네트워크에 연결되어 있지 않는 소프트웨어적 입출력 주소로서 이 주소로 발송된 데이터는 되돌아서 다시 이 주소로 수신된 것처럼 동작한다. 웹 서버나 인터넷 소프트웨어의 네트워크 동작기능을 시험하는데 사용한다.

B Class

1. 32비트 중 첫 번째 비트를 1로 두 번째 비트는 0으로 시작하는 주소
2. 14비트로 네트워크 주소를 표현
3. 10xxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

네트워크ID                   호스트ID

1. 네트워크 주소의 개수 : 2^6 * 2^8 = 2^14개
2. 한 네트워크 호스트 수 : 2^8 * 2^8 - 2 개 (X.X.0.0 : 대표 네트워크 주소, X.X.255.255 : 브로드캐스트 주소)
3. 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255

C Class

1. 32비트 주소 중 첫 번째 및 두 번째 비트를 1로 세 번째 비트는 0으로 시작하는 주소
2. 21비트로 네트워크 주소를 표현
3. 110xxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

네트워크ID                  호스트ID

1. 네트워크 주소의 개수 : 2^5 * 2^8 * 2^8 = 221개
2. 한 네트워크의 호스트 수 : 2^8 -2 개(X.X.X.0 : 대표 네트워크 주소, X.X.X.255 : 브로드캐스트 주소)
3. 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255

D Class

1. 멀티캐스트용 주소
2. 1111xxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
3. 240.0.0.0 ~ 255.255.255.254 (255.255.255.255는 브로드캐스트 주소)

CIDR(Classless Inter-Domain Routing)

1. 클래스 없이 IP주소를 할당할 수 있는 방식
2. 비트 단위로 네트워크 ID와 호스트 ID를 나눌 수 있음.

ex) IP주소 : 192.168.10.1, 서브넷 마스크 : 255.255.252.0 → CIDR 표기 : 192.168.10.1/22

Subnet

서브넷은 IP 주소 공간을 더 작은 네트워크로 분할하는 기술을 말한다. IP 주소 공간을 서브넷으로 분할하면 네트워크를 효율적으로 관리하고, 더 만ㅎ은 호스트들을 지원하거나 보안을 강화할 수 있다.

Subnet Mask

서브넷 마스크란, 주어진 IP 주소를 네트워크 환경에 맞게 나누어 주기 위해서 씌어주는 이진수의 조합이다.

서브넷을 만들 때 사용되는 것으로 IP주소에는 반드시 서브넷 마스크가 있는데, 이 서브넷 마스크를 이용하여 IP주소에서 Network ID와 Host ID를 분리할 수 있다.

Subnetting

서브넷팅이랑 네트워크를 더욱 작은 단위의 네트워크로 분할하는 걸 말한다. IP주소의 낭비를 방지하고 브로드캐스트 도메인의 크기를 줄여서 성능을 향상하는 것이 주된 목적이다.

예를 들어 당신이 192.167.1.0이라는 C클래스 네트워크의 소유주라고 가정해 보자. 회사 A가 매달 요금을 지불할 테니 30개의 IP 주소를 빌려줄 수 있냐고 요청한다. 이때 서브넷팅이 없다면 192.167.1.0~192.167.1.255까지의 네트워크의 모든 주소를 줘야 한다. 회사 A는 30개의 IP만 필요하다고 했으니 224개의 주소가 낭비된 것이다.

또한 B클래스에 브로드캐스팅(모든 호스트에 데이터를 보냄)이 있다고 생각해 보자. 최대 6만 5534대의 호스트에 데이터가 전송된다. 이렇게 많은 통신이 갑작스레 이루어지면 성능저하는 물론 최악의 경우 과부하로 시스템이 정지한다. 때문에 서브넷팅으로 네트워크를 세분화하고 필요한 부분에만 브로드캐스트가 이루어지게 할 필요가 있다.

문제풀이 (학습지 p.9)

1. 210.100.1.0을 PC 30대인 네트워크로 서브넷팅하기 위한 서브넷 마스크를 구하시오.

서브넷에 30대의 PC가 필요하다. 추가로 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소를 위해 2개의 IP가 더 필요하므로, 서브넷에는 최소 32개의 IP주소가 필요하다.

32개의 호스트 주소를 제공하기 위해서는 호스트 부분에 5비트가 필요하다. (2^5 = 32)

IPv4 주소는 총 32비트로 구성된다. 필요한 호스트 부분이 5비트이므로, 네트워크 부분은 27비트가 된다.

따라서 네트워크 부분 : 27비트, 호스트 부분 : 5비트 가 된다.

서브넷 마스크는 네트워크 부분이 1로 설정되고, 호스트 부분이 0으로 설정된다.

11111111.11111111.11111111.11100000

이를 십진수로 변환하면, 255.255.255.224이다.

2. 210.222.5.0을 서브 네트워크 당 호스트 수 5대, 총 서브 네트워크 수 20개 이상으로 서브넷팅하시오

호스트 비트 : 3비트(2^3 = 8, 8 - 2 = 6 호스트)

최소 20개의 서브넷이 필요하다. 20개의 서브넷을 만들기 위해서는 최소 5비트의 서브넷 비트가 필요합니다. (2^5 = 32 ≥ 20)

3. 한 호스트의 IP주소가 153.70.2.4이고, 서브넷 마스크가 255.255.192.0일 경우, 이 호스트가 속한 네트워크 주소를 구하시오.

IP 주소: 153.70.2.4

서브넷 마스크: 255.255.192.0

네트워크 주소: IP 주소와 서브넷 마스크의 비트 AND 연산 결과

서브넷 마스크: 11111111.11111111.11000000.00000000

IP 주소: 10011001.01000110.00000010.00000100

AND 연산 결과: 10011001.01000110.00000000.00000000 = 153.70.0.0

4. 한 호스트의 IP주소가 53.70.100.2이고, 서브넷 마스크가 255.252.0.0일 경우, 이 호스트가 속한 네트워크 주소를 구하시오.

IP 주소: 53.70.100.2

서브넷 마스크: 255.252.0.0

네트워크 주소: IP 주소와 서브넷 마스크의 비트 AND 연산 결과

서브넷 마스크: 11111111.11111100.00000000.00000000

IP 주소: 00110101.01000110.01100100.00000010

AND 연산 결과: 00110101.01000100.00000000.00000000 = 53.68.0.0

5. C클래스 네트워크를 24개의 서브넷으로 나누고자 한다. 서브넷에는 4~5개의 호스트가 연결되어야 한다면 적절한 서브넷 마스크를 구하시오.

기본 네트워크 주소: 클래스 C, 기본 서브넷 마스크: 255.255.255.0

서브넷 비트: 5비트

서브넷 마스크: 255.255.255.(11111000) = 255.255.255.248

6. IP주소가 128.110.121.32(255.255.255.0)이라면 네트워크 주소는?

IP 주소: 128.110.121.32

서브넷 마스크: 255.255.255.0

네트워크 주소: IP 주소와 서브넷 마스크의 비트 AND 연산 결과

서브넷 마스크: 11111111.11111111.11111111.00000000

IP 주소: 10000000.01101110.01111001.00100000

AND 연산 결과: 10000000.01101110.01111001.00000000 = 128.110.121.0

7. 192.168.1.130/27의 대표 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소를 구하시오.

IP 주소: 192.168.1.130

서브넷 마스크: /27 (255.255.255.224)

네트워크 주소: IP 주소와 서브넷 마스크의 비트 AND 연산 결과

서브넷 마스크: 11111111.11111111.11111111.11100000

IP 주소: 11000000.10101000.00000001.10000010

AND 연산 결과: 11000000.10101000.00000001.10000000 = 192.168.1.128

브로드캐스트 주소: 네트워크 주소에서 호스트 비트를 모두 1로 설정

브로드캐스트 주소: 11000000.10101000.00000001.10011111 = 192.168.1.159