네트워크 기초

"OSI 7 Layer", "TCP/IP 프로토콜"을 HW와 SW관점에서 보자.

사용자층, 커널층, HW층으로 나눌 수 있다.

  - 사용자층: 사용자와 상호작용하는 부분. 5~7 계층.

  - 커널층: TCP/IP 관련 작업을 하는 부분. 3~4 계층.

  - HW층: 물리적 연결 작업을 하는 부분. 1~2 계층.

 

Socket이란? 

TCP를 User Mode Application Process가 접근할 수 있도록

커널을 파일 형식으로 추상화한 인터페이스가 소켓이다.

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Port번호, IP주소, MAC주소는 무엇에 대한 식별자인가?

Port번호: 

  - SW개발자의 관점에서는 프로세스에 대한 식별자라고 답할 것이고

  - 네트워크 종사자의 관점에서는 서비스에 대한 식별자라고 답할 것이고

  - H/W 종사자의 관점에서는 인터페이스 번호라고 답할 것이다.

IP주소:

  - Host에 대한 식별자 (Host: 인터넷에 연결된 컴퓨터)

  - NIC 하나에 n개의 IP주소를 바인딩 할 수 있다.

  - 하나의 컴퓨터에 IP주소가 여러 개 일 수 있다.

MAC주소:

  - NIC(LAN카드)에 대한 식별자

  - MAC주소는 HW에 박혀있지만, 변경할 수 있다.

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Host, Switch, Network 이들의 관계에 대해...

Host는 인터넷에 연결된 컴퓨터라고 했다. Host가 

- 인터넷을 이루는 컴퓨터라면 *Switch라고 부른다. (*Switch: Router, Firewall, IPS)

  - 라우터는 인터넷 경로를 찾는 스위치다.

  - Firewall, IPS는 보안적인 측면에서 스위칭하는 '보안 스위치'다.

  - OSI 7 계층에서, 계층에 따라 스위치의 이름이 달라진다. 1계층이면 L1스위치, 7계층이면 L7스위치의 개념이다.

- 인터넷을 이용하는 주체라면 *End-Point라고 부른다. (*End-Point: Peer, Server, Client)

 

"인터넷이란 라우터와 DNS의 집합체다" 라고 이해하자.

 

TCP/IP에 슬래쉬 / 가 들어가는 이유는 계층이 다르기 때문이다.

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IPv4주소 체계에 대한 암기사항

IPv4 = 32bit이고 IP의 경우의 수를 따지면 2^32 = 43억개이다.

그렇다면 어떻게 전세계의 사람들은 43억개의 IP만으로 인터넷을 사용하는 걸까?

(IPv6 = 128bit)

 

IP주소는 8bit씩 끊어서 표기한다. 192.168.60.14 처럼 생겼다. 그리고 서브넷 마스크라는 개념이 있다. 서브넷 마스크는 255.255.255.0 으로 적거나, 서브넷마스크가 차지하는 bit개수를 IP주소의 뒤에 /24 를 붙여 192.168.60.14/24 처럼 나타내기도 한다. 여기서 서브넷마스크가 차지하는 bit 개수는 네트워크 ID를 결정하는 기준이 된다.

 

43억 개라는 제한적인 IP주소를 전세계의 사람들이 사용하기 위해 ~~ 를 하는데, 이를 위해 IP를 네트워크 ID와 Host ID 두 부분으로 나눈다. 32bit 중 서브넷 마스크의 bit 수와 사용자의 IP 주소를 AND 연산한 값이 네트워크 ID가 된다. 예를 들어, IP가 192.168.60.14 이고, 서브넷 마스크가 255.255.255.0 일때 AND 연산을 하면 192.168.60.0 이 된다. 이것이 네트워크 ID다.

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개발자 입장에서 Port번호 이해하기

포트번호는 개발자 입장에서 '프로세스 식별자' 라고 했었다.

각각 다른 프로세스에 대한 식별자이기 때문에 하나의 Host에서 동작하는 프로세스들 끼리 포트번호는 중복될 수 없다.

 

포트번호는 16bit다. 그렇기에 0~65535 사이로 정해진다.

근데, 0이랑 65535는 안쓰기에, 2^16 - 2 만큼의 포트번호를 사용한다.

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Switch가 하는 일은 Switching 이다.

네트워크가 하는 일은 고속도로와 비슷하다.

이정표를 보고 목적지를 찾아가듯이 데이터도 목적지를 향해 나아간다.

여기서 '교차로 = 스위치(라우터)', '선택 = 스위칭' 이라고 볼 수 있다.

 

그런데, 목적지를 찾아갈 때, 돌아갈 수도 있고, 직진으로 갈 수도 있다. 당연히 직진으로 가는게 더 빠르다.

그렇다면 직진으로 더 빠르게 가기 위해서 네트워크에서는 어떤 방법을 사용해야 할까?

라우터끼리 통신하면서 목적지로 가기 위한 최적 경로를 결정한다.

이때 최적의 경로를 알려주는 이정표 역할을 하는 것이 라우팅 테이블이다. (별표 100개)

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네트워크 데이터 단위 정리 (매우 중요!)

Socket이란?
TCP를 User Mode Application Process가 접근할 수 있도록
커널을 파일 형식으로 추상화한 인터페이스가 소켓이다.

라고 맨 처음에 말했었다. 이때 Stream이라는 데이터 단위를 같이 떠올려야 한다.

 

데이터는 소켓수준(user application) 수준에서는 Stream 데이터다.

Stream 데이터는 끝을 알 수 없는 일렬로 늘어진 데이터다.

 

이것을 네트워크로 보내기 위해서는 분해가 일어나는데, Stream을 자르는 것을 세그먼테이션이라고 한다.

그 잘린 조각 하나를 Segment라고 한다. 그리고 이 세그먼트를 인터넷에서 전송 가능한 형태로 포장한 것을 Packet이라고 부른다. (근데 이 패킷의 최대 크기(MTU)는 1500 Byte 밖에 안한다. 그렇기 때문에 Packet의 이전 단계인 Segment의 maximum size(MSS)도 이보다 작다.) 마지막으로, Packet을 실어 나를 때에는 Frame 데이터에 넣는다.

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네트워크 인터페이스 선택 원리와 기준

위 그림처럼 유선 NIC와 무선 장치가 인터넷에 연결되어 있다면, 내 Chrome은 어떤 인터페이스로 인터넷과 연결될까?

 

인터넷에 연결된 장치가 여러개가 있더라도, 매트릭 값이 가장 낮고, IP가 일치하는게 많은 것과 통신하는 어떤 규칙대로 인터페이스를 정해 통신한다. 이 경로 테이블을 근거로 삼는다.

 

 

출처: 널널한 개발자 네트워크 강의

https://www.youtube.com/playlist?list=PLXvgR_grOs1BFH-TuqFsfHqbh-gpMbFoy

네트워크 기초 이론