네트워크관리사 2급 실기 개념 정리 (1) IP

IPv4, IPv6

IPv4 (Internet Protocol version 4)

정의: IPv4는 1980년대 초반부터 사용되어 온 인터넷 프로토콜 주소 체계입니다.
IPv4 주소는 32비트로 구성되어 있으며, 0.0.0.0부터 255.255.255.255까지의 주소를 나타낼 수 있습니다.
주소 구조: IPv4 주소는 4개의 8비트 옥텟(octet)으로 구성되며, 각 옥텟은 점(.)으로 구분됩니다. (10진수 사용)
예: 192.168.1.1
주소 공간: IPv4는 약 43억 개의 고유한 주소를 제공할 수 있습니다.
하지만 이 주소 공간은 예상보다 빨리 고갈되었고, 이를 대체하기 위한 다양한 방법(예: NAT)이 도입되었습니다.
문제점: 주소 공간의 고갈 및 보안 문제 등의 한계로 인해 새로운 IP 버전의 필요성이 대두되었습니다.
유니/멀티/브로드캐스트

IPv6 (Internet Protocol version 6)

정의: IPv6는 IPv4의 주소 공간 고갈 문제를 해결하기 위해 개발된 새로운 인터넷 프로토콜 주소 체계입니다.
IPv6 주소는 128비트로 구성되어 있습니다.
주소 구조: IPv6 주소는 8개의 16비트 그룹으로 구성되며, 각 그룹은 콜론(:)으로 구분됩니다. 각 그룹은 4자리의 16진수로 표현됩니다. 예: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:733
주소 공간: IPv6는 약 3.4 x 10^38개의 주소를 제공할 수 있습니다. 이는 사실상 무한에 가까운 주소 공간을 의미하며, 주소 공간 고갈 문제를 근본적으로 해결할 수 있습니다.
장점: 광범위한 주소 공간 제공, 보안 기능 강화 (예: IPsec 통합), 라우팅 및 네트워크 자동 구성 개선
유니/멀티/애니캐스트

ipv6의 특징으로 옳은 것을 모두 고르시오.
보기
1. 64비트로 이루어져 있다.
2. 확장 헤더 옵션이 있다.
3. 유니캐스트-멀티캐스트-애니캐스트
4. 유니캐스트-멀티캐스트-브로드캐스트
5. 이동성이 좋아졌다.
6. 보안성이 좋아졌다.

정답 : 2,3,5,6

듀얼스택

정의: 듀얼 스택은 네트워크 장비가 IPv4와 IPv6 두 가지 프로토콜을 동시에 지원하여 동작하는 구성 방식을 의미합니다.
이를 통해 해당 장비는 IPv4와 IPv6 네트워크 양쪽 모두와 통신이 가능합니다.
작동 원리: 네트워크 인터페이스에는 IPv4 주소와 IPv6 주소가 동시에 할당됩니다. 네트워크의 목적지 주소(대상 주소) 혹은 애플리케이션의 요구 사항에 따라 적절한 IP 버전을 사용하여 데이터를 전송합니다.
예를 들어, IPv6 주소로 명시된 목적지에 데이터를 보내려고 하면, IPv6 프로토콜 스택을 사용하여 통신하게 됩니다.
반대로 IPv4 주소로 명시된 목적지에 데이터를 보내려고 할 경우, IPv4 프로토콜 스택을 사용합니다.
장점
유연성: IPv4와 IPv6 환경 양쪽 모두와 통신이 가능하여, 현재 네트워크 환경과 미래의 네트워크 환경 모두에 대응할 수 있습니다.
호환성: IPv4를 지원하는 기존의 장비나 애플리케이션과의 호환성 문제 없이 동작합니다.
평활한 전환: 전 세계적으로 IPv6로의 전환을 진행 중이지만, 모든 네트워크가 동시에 전환되지는 않습니다. 듀얼 스택은 이러한 전환기 동안 원활한 통신을 보장해줍니다.
결론: 듀얼 스택은 IPv4의 주소 공간 고갈 문제와 IPv6 전환의 필요성 사이의 균형을 맞추기 위한 중요한 솔루션 중 하나입니다. IPv6 도입 초기에는 듀얼 스택을 구현한 장비와 시스템이 필수적으로 필요하며, 이는 IPv4와 IPv6 네트워크가 공존하는 현재의 인터넷 환경에서 원활한 통신을 가능하게 합니다.

IPv4와 IPv6 두가지를 같이 사용하는 장비

듀얼 스택(Dual Stack)

네트워크 ID (Network ID)

네트워크 ID는 특정 네트워크를 고유하게 식별하는 IP 주소의 일부입니다.
같은 네트워크에 속한 모든 장치는 동일한 네트워크 ID를 공유합니다.
예를 들어, IP 주소 192.168.1.10이 있고 서브넷 마스크가 255.255.255.0이라면 네트워크 ID는 192.168.1.0입니다.

서브넷 마스크 (Subnet Mask)

서브넷 마스크는 IP 주소의 네트워크 부분과 호스트 부분을 구분하는 데 사용됩니다.
서브넷 마스크는 연속된 1로 시작하고 나머지는 0으로 채워진 32비트 숫자입니다.
예를 들면, 255.255.255.0은 첫 24비트가 1이고 나머지 8비트가 0인 서브넷 마스크입니다.

CIDR (Classless Inter-Domain Routing)
CIDR는 IP 주소 할당과 라우팅을 단순화하기 위한 방법입니다. CIDR 표기법에서는 IP 주소 뒤에 슬래시(/)와 함께 숫자가 옵니다. 이 숫자는 서브넷 마스크에서 1의 개수를 나타냅니다.
예: 192.168.1.0/24
Subnet Mask = 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000 ( 1 이 24개)

네트워크 ID 구하는 방법

IP 주소와 서브넷 마스크를 논리적인 'AND' 연산을 수행하여 네트워크 ID를 구할 수 있습니다.
'AND' 연산은 둘 다 1일 때만 결과가 1이고 그렇지 않으면 0입니다.

EX)
IP 주소: 170.10.50.2 서브넷 마스크: 255.255.224.0

170     = 10101010
10      = 00001010
50      = 00110010
2       = 00000010

255     = 11111111
255     = 11111111
224     = 11100000
0       = 00000000

AND 연산 결과

170 AND 255 = 10101010
10  AND 255 = 00001010
50  AND 224 = 00100000
2   AND 0   = 00000000

10101010.00001010.00100000.00000000
네트워크 ID는 170.10.32.0

192.168.100.150/25의 네트워크 ID를 구하시오.

정답 :  192.168.100.128

172.168.200.100/18의 네트워크 ID를 구하시오.

정답 : 172.168.192.0

172.50.48.6/255.255.224.0의 네트워크 ID를 구하시오.

정답 : 172.50.32.0

IP 클래스 (IP Class)

IP 주소체계에는 여러 클래스가 있습니다.
클래스 A: 첫 번째 옥텟의 값이 1-126인 주소. 1.0.0.0 ~ 126.0.0.0 예: 10.0.0.0
첫째 부분까지가 네트워크 주소이고 나머지는 모두 호스트 주소
클래스 B: 첫 번째 옥텟의 값이 128-191인 주소. 128.0.0.0 ~ 191.255.0.0 예: 172.16.0.0
둘째 부분까지가 네트워크 주소이고 나머지는 모두 호스트 주소
클래스 C: 첫 번째 옥텟의 값이 192-223인 주소. 192.0.0.0 ~ 223.255.255.0 예: 192.168.1.0
셋째 부분까지가 네트워크 주소이고 나머지는 모두 호스트 주소
클래스 D: 첫 번째 옥텟의 값이 224-239인 주소. 주로 멀티캐스트에 사용됩니다.

동적 라우팅 프로토콜 종류 및 주소
RIPv2 (Routing Information Protocol version 2)- 224.0.0.9
EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) - 224.0.0.10
OSPF (Open Shortest Path First) - 224.0.0.5 (OSPF 라우터들), 224.0.0.6 (OSPF 지정 라우터/백업 지정 라우터)

클래스 E: 첫 번째 옥텟의 값이 240-255인 주소. 실험적인 목적으로 사용되며 일반적인 통신에는 사용되지 않습니다.

네트워크 관리자가 사용할 수 있는 IP 주소는 A, B, C 클래스 주소이다.

사설 A클래스 주소인 것을 고르시오

(A) - 192.168.100.0
(B) - 224.24.194,18
(C) - 10.14.36.100
(D) - 172.30.200.36

정답: (C) - 10.14.36.100

다음 중 사설 B클래스 주소로 유효한 것을 고르시오.
(A) - 192.168.100.0
(B) - 224.24.194.18
(C) - 10.14.36.100
(D) - 172.30.200.36

정답 : (D) - 172.30.200.36

서브넷팅

서브넷팅은 이 기본 서브넷 마스크를 세분화하여 네트워크를 더 작은 서브넷으로 나누는 과정입니다. 서브넷팅을 통해 IP 주소를 효율적으로 할당하고, 네트워크 관리를 향상시킬 수 있습니다.

A 클래스 IP 주소
- 주소 범위: 1.0.0.0 - 126.0.0.0
- 기본 서브넷 마스크: 255.0.0.0 (CIDR 표기: /8)
예제: 10.0.0.0/8 주소를 256개의 서브넷으로 나누고자 한다.
1. 256 = 2^8, 따라서 8비트가 필요하다.
2. 기본 서브넷 마스크에 8비트를 추가: 255.255.0.0 (/16)
3. 각 서브넷은 10.0.0.0, 10.1.0.0, 10.2.0.0, ... 와 같이 구성됩니다.

B 클래스 IP 주소:
- 주소 범위: 128.0.0.0 - 191.255.0.0
- 기본 서브넷 마스크: 255.255.0.0 (CIDR 표기: /16)
예제: 172.16.0.0/16 주소를 32개의 서브넷으로 나누고자 한다.
1. 32 = 2^5, 따라서 5비트가 필요하다.
2. 기본 서브넷 마스크에 5비트를 추가: 255.255.248.0 (/21)
3. 각 서브넷은 172.16.0.0, 172.16.8.0, 172.16.16.0, ... 와 같이 구성됩니다.

C 클래스 IP 주소:
- 주소 범위: 192.0.0.0 - 223.255.255.0
- 기본 서브넷 마스크: 255.255.255.0 (CIDR 표기: /24)
예제: 192.168.1.0/24 주소를 4개의 서브넷으로 나누고자 한다.
1. 4 = 2^2, 따라서 2비트가 필요하다.
2. 기본 서브넷 마스크에 2비트를 추가: 255.255.255.192 (/26)
3. 각 서브넷은 192.168.1.0, 192.168.1.64, 192.168.1.128, 192.168.1.192 와 같이 구성됩니다.

이렇게 서브넷팅을 사용하여 주어진 IP 주소 범위를 원하는 수의 서브넷으로 나눌 수 있습니다.

브로드캐스트 주소, 게이트웨이 주소

브로드캐스트 주소 (Broadcast Address)

특정 네트워크의 모든 호스트에 패킷을 전송하기 위해 사용되는 주소입니다.
주로 네트워크의 호스트 부분이 모두 '1'로 설정된 주소로, 해당 네트워크의 마지막 주소로 간주됩니다.

브로드캐스트 주소 계산하기

예제:
IP 주소: 192.168.1.10
서브넷 마스크: 255.255.255.0 (CIDR로는 /24)

브로드캐스트 주소 계산:
서브넷 마스크를 이진 형식으로 변환합니다.
255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000

이진 형식의 서브넷 마스크에서 '0'을 '1'로, '1'을 '0'으로 변경합니다.
역수 = 00000000.00000000.00000000.11111111

IP 주소를 이진 형식으로 변환합니다.
192.168.1.10 = 11000000.10101000.00000001.00001010

IP 주소와 서브넷 마스크의 역수를 OR 연산합니다.
11000000.10101000.00000001.00001010 (IP 주소)
OR
00000000.00000000.00000000.11111111 (서브넷 마스크의 역수)
계산결과 = 11000000.10101000.00000001.11111111

OR 연산 결과를 10진수로 변환합니다.
브로드캐스트 주소 = 192.168.1.255

게이트웨이 주소 (Gateway Address)

네트워크의 출입구 역할을 하는 장치의 IP 주소입니다.
로컬 네트워크와 외부 네트워크 사이의 통신을 중계하는 라우터의 주소로 주로 사용됩니다.
게이트웨이는 일반적으로 네트워크 관리자가 설정하거나 DHCP에 의해 자동으로 할당됩니다.
일반적으로 소규모 네트워크(예: 홈 네트워크)에서 게이트웨이 주소는 서브넷의 첫 번째 IP 주소일 수 있습니다.

기타 용어들

NAT: 주소 변환으로, 사설 IP 주소와 공인 IP 주소 간의 변환을 수행합니다.
DHCP: IP 주소를 동적으로 할당합니다.
VPN: 가상 사설 네트워크로, 안전한 연결을 제공합니다.
IPsec: 인터넷 프로토콜 보안, VPN 연결에서 사용합니다.
ipv4:
IPv6: 새로운 IP 주소 버전.
클래스 IP: IP 주소 체계의 클래스 분류.
OSPF: 최단 경로 우선의 라우팅 프로토콜.
Distance Vector: RIP, IGRP와 같은 라우팅 알고리즘.
Link-State Vector: EIGRP, OSPF와 같은 라우팅 알고리즘.
ICMP, IGMP, ARP, RARP: 네트워크 계층의 프로토콜.
TCP, UDP: 전송 계층의 프로토콜.
VLAN: 물리적 위치와 상관없이 가상 LAN을 구성.
SSL, HTTPS: 웹 보안 프로토콜.
VPN 2계층/3계층 프로토콜: VPN 연결을 위한 프로토콜.
SSH, Telnet: 원격 접속 프로토콜.
traceroute, tracert: 경로 추적 도구.
각계층별 장치, 프로토콜
포트 미러링
ip spoofing
Gateway
Bridge
RFID
OFDM
봇넷
스테커블 스위치
슈퍼넷
와이브로
CSMA/CA
Home Gateway
PLC
더미허브
스위칭 허브
ip route [ 도착지 ip 주소 ] [ 도착지의 subnet Mask ] [ 도착지의 인터페이스 or 게이트웨이 ip 주소 ]
DDNS
루핑
STP 알고리즘
Ethrnet port
Serial port
S/MIME

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