[KEDUIT] 클라우드 컴퓨팅과 보안솔루션을 활용한 DC 엔지니어 양성교육 - Day6
1. 서론
오늘은 네트워크에 대하여 중점적으로 배웠으며, 그중 서브넷 마스크를 계산하는 방법이 가장 이해하기 어려웠고 기억에 남는 날이었디.
2. 본론
1. 네트워크
1. 데이터 전송
데이터 전송은 방향에 따라 아래와 같이 구분할 수 있다.
- 단방향 전송(Simplex transmission) - 정보의 전달 방향이 한 방향 (eg. 텔레비전)
- 반이중 전송(Half-duplex Transmission) - 정보의 전달 방향이 교대로 이루어짐 (eg. Ethernet, 무전기)
- 전이중 전송(Full-duplex Transmission) - 동시에 양방향 모두 전송 (eg. 전화)
또한 데이터 전송은 모드에 따라 아래와 같이 구분할 수 있다.
- 병렬 전송(Parallel Transmission) : 부호화된 코드의 모든 비트가 동시에 전송하는 방식으로 근거리 데이터 전송에 사용되며 전송속도가 매우 빠르다. (eg. CPU와 Memory의 통신)
- 직렬 전송(Serial Transmission) : 원거리 데이터 전송에 사용되며 전송속도가 느리다.
동기(Synchronization)란 일반적으로 자신과 상대간에 서로 정보를 일치시키는 것을 의미한다. 그리고 이러한 동기화 방식에는 아래와 같은 방식들이 있다.
- 비트 동기(Bit Synchronization) : 송수신측이 동일한 클록을 사용하며(높은쪽이 낮은쪽에 맞춤), 비트 검출 위치는 각 비트의 중앙이다.
- 문자 동기(Character Synchronization) : 비트 동기로 정한 비트들을 검출한 다음 비트들을 그룹을 지어 원하는 문자를 구성하는 방법으로, 문자의 비트 수와 전송 속도를 알면 정확하게 비트들을 세어서 각 문자를 구성할 수 있다. 즉 어떤 비트가 문자의 첫 번째인지 결정하는지에 대한 기술이라고 말할 수 있다.
데이터링크계층은 병렬전송 보다는 직렬전송 방식을 주로 사용하는데 이는 크게 동기식, 비동기식으로 구분된다. 그리고 각각의 특징은 아래와 같다.
- 동기식 전송(Synchronous Transmission) : 전송제어 문자인 SYN을 여러개 사용함으로써 오동기 문제를 해결할 수 있다. (이어진 2개 문자 사이의 비트를 같이 보면 SYN으로 보일 수 있기 때문에 복수개 사용 필요) 또한 전송효율이 높다.
- 비동기식 전송(Asynchronous Transmission) : 문자의 첫 번째 비트를 검출하기 위해서 시작펄스(Start Pulse)를 이용하고, 문자의 마지막 비트를 검출하기 위해서 정지 펄스(Stop Pulse)를 이용한다. 따라서 한 문자를 전송하는데 10bits 가 필요하다. 또한 전송효율이 낮다.
전송매체는 컴퓨터 통신망에서 수신기와 송신기 간에 물리적인 데이터 전송로의 역할을 한다. 그리고 그 종류로는 아래와 같은 것들이 있다.
- 하드와이어 매체(Hardwired Medium) : (eg. 꼬임선 케이블(Twisted Pair Cable)(eg. UTP, STP, FTP), 동축 케이블(Coaxial Cable), 광섬유 케이블(Optical Fiber Cable))
# 꼬임선케이블이 꼬여있는 이유는 선을 꼬아도 안에서 전달되는 신호 전류는 변함없이 흐를 수 있으나, 신호를 왜곡시킬 수 있는 외부 노이즈를 상쇄할 수 있는 형태이기 때문이다.
- 소프트와이어 매체(Softwired Medium) : (eg. 공기, 해수, 진공 / 지상(or 위성) 마이크로파, 라디오파)
무선주파수(Radio Frequency)는 무선통신에서 사용되는 반송파의 주파수이다. 자주 사용되는 무선주파수는 아래와 같은 것들이 있다.
- HF(High Frequency) : 3~30MHz, eg. AM 방송, 선박 등
- VHF(Very High Frequency) : 30 ~ 300MHz, eg. FM 방송, 이동통신
- UHF(Ultra High Frequency) : 300 ~ 3,000MHz, eg. 다중 통신
# 사람의 가청주파수 : 16 ~ 22,000Hz
Network Topology란 통신 네트워크 요소의 배열을 뜻한다. 그리고 이러한 Network Topology의 대표적인 형태로는 아래와 같은 것들이 있다.
- 성형(Star) : eg. Ethernet
- 환형(Ring) : eg. Token Ring(IBM이 개발)
- 버스형(Bus)
- 그물형(Full or Partial Mesh)
- 계층형(Hierarchical Tree)
데이터 교환 방식에는 아래와 같은 것들이 있다.
1. 회선교환(Connection-oriented Transmission) : 대량의 실시간 데이터 전송에 적합
- 공간분할 회선교환
- 시분할 회선교환
2. 축적교환(Store-and-forward Switching) : 실시간성이 낮지만 코드 변경이 가능. 헤더가 필요
- 메시지 교환
- 패킷 교환(Datagram / Virtual Circuit)
2. MAC
MAC(Media Access Control) 주소는 네트워크를 위한 고유 식별자이다. 실제로는 48bits(2진수 48자리)로 이루어진 MAC 주소는 16진수로 변환하여 6옥텟으로 나타낸다. 앞 3옥텟은 OUI(Organizationally Unique Identifier)이며, 뒤 3옥텟은 S/N(Serial Number)이다.
3. IP
IP(Internet Protocol)주소는 인터넷 사용자의 로컬 네트워크를 식별하기 위해 편리상 사용하는 주소이다. 공인 IP는 ISP(Internet Service Provider)가 제공하는 주소로 인터넷 상에서 유일하며 외부 접근이 가능하다. 사설 IP는 일반 가정이나 회사 내에 할당된 네트워크 주소로 로컬IP(or 가상 IP)라고도 부르며, 그 네트워크 안에서는 유일하고 외부 접근이 불가능하다.
IP는 Network ID + Host ID로 구성되어 있다. Network ID는 전세계 수많은 인터넷 이용자들을 구분하기 힘드니 예를들어 국가별로 부여하여 관리할 수 있도록 사용된다. 그리고 Host ID는 Host들을 개별적으로 관리하기 위하여 필요하다.
위 그림은 IP의 클래스와 범위, 사용하는 그룹을 보여준다. 이는 IPv4를 사용했을 때 IP를 할당하는 방법이다.
A~C 클래스는 Network ID부분과 Host ID부분이 나뉘어지지만, D~E클래스는 구분이 없다. 그리고 Host ID 부분에 0만 오면 그 자체로 Network ID이며(eg. 10.0.0.0), 255만오면 Broadcast를 뜻한다.(eg. 10.255.255.255) Cast 종류에는 Unicast, Multicast, Broadcast가 있다. 그리고 127.0.0.1은 System Loopback 주소로서 Reserved된 주소로 사용할 수 없다. OS에서 가상으로 지원하며 랜카드 등 디바이스를 통과하지 않고 소프트웨어적으로 처리된다.
출처 : 인터넷 보안 기술 개론, 김광호 외 1인
A클래스는 첫 옥텟이 Network ID이며, 해당 옥텟의 맨 앞 숫자가 0으로 고정되기 때문에 Network ID는 7bits, Host ID는 24bits다. B클래스는 첫 두 옥텟이 Network ID이며, 첫 옥텟의 맨 앞 숫자가 10으로 고정되기 때문에 Network ID는 14bits, Host ID는 16bits이다. C클래스는 첫 세 옥텟이 Network ID이며, 첫 옥텟의 맨 앞 숫자가 110으로 고정되기 때문에 Network ID는 21bits, Host ID는 8bits다.
하지만 위와같은 IP분배 방식은 낭비가 심하기 때문에 자원의 효율적 사용을 위해 1993년 이후 CIDR(Classless Inter-Domain Routing)을 사용한다. CIDR은 IP주소와 Subnet Mask를 함께 표현하는 방식이다. Subnet Mask는 Network ID는 1로, Host ID는 0으로 표현한다. 계산을 할 때는 IP의 클래스를 파악하여 Network ID, Host ID 파트를 구분하고 해당 클래스의 Network ID가 몇 bit인지 파악하여 Subnet Mask로 나온 숫자와 앞의 bit를 비교하여 bit가 n개 넘어간다고 가정할 때, 해당 주소는 2^n개로 분할된다.
위의 사진은 사설망 ip 범위를 보여준다.
3. 결론
서브넷 마스크를 암산으로 할 수 있을 정도가 되어야 네트워크 장비들을 다룰수 있다고 말씀하신만큼 익숙해져야겠다.
4. 참고자료
Ⅰ. 문웅호, 정보통신망
클라우드 엔지니어를 꿈꾸며 공부를 시작한 초보 엔지니어입니다. 틀린점 또는 조언해주실 부분이 있으시면 친절하게 댓글 부탁드립니다. 방문해 주셔서 감사합니다 :)
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