AWS re/Start 12일 네트워킹 소개, 개념, IP

 

네트워크 요소

노드(Node): 네트워크에서 가장 기본적인 요소로, 컴퓨터, 프린터, 스위치, 라우터 등과 같은 장치를 의미합니다. 이들은 네트워크에서 데이터를 송수신하는 역할을 합니다.

링크(Link): 노드들을 연결하는 통신 경로를 의미합니다. 이는 유선(이더넷 케이블, 광섬유 케이블 등) 또는 무선(Wi-Fi, Bluetooth 등)일 수 있습니다.

스위치(Switch): 네트워크 내에서 데이터 패킷을 특정 목적지로 전송하는 역할을 합니다. 스위치는 네트워크의 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.

라우터(Router): 여러 네트워크를 연결하고, 데이터 패킷이 목적지까지 가장 효과적인 경로를 찾는 역할을 합니다.

모뎀(Modem): 아날로그 신호를 디지털 신호로, 또는 그 반대로 변환하는 장치입니다. 이는 일반적으로 인터넷 서비스 제공자(ISP)로부터의 신호를 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태로 변환하는 데 사용됩니다.

이러한 요소들이 결합하여 컴퓨터 네트워크를 구성하며, 데이터를 효율적으로 전송하고 공유하는 데 사용됩니다.

네트워크 유형, 프로토콜

네트워크의 유형: 네트워크는 크기와 범위에 따라 다양한 유형으로 분류될 수 있습니다.

개인 영역 네트워크 (PAN): 개인이 사용하는 장치들을 연결하는 네트워크입니다. 예를 들어, 스마트폰, 노트북, 스마트워치 등이 이에 해당합니다.

로컬 영역 네트워크 (LAN): 한정된 공간, 예를 들어 집이나 사무실 내의 장치들을 연결하는 네트워크입니다.

메트로폴리탄 영역 네트워크 (MAN): 도시 전체를 커버하는 네트워크로, 여러 LAN을 연결하는 역할을 합니다.

광대역 네트워크 (WAN): 국가나 대륙을 넘어서는 네트워크로, 인터넷이 가장 대표적인 예입니다.

프로토콜: 네트워크에서 데이터를 어떻게 전송할지를 정의하는 규칙들입니다. 가장 기본적인 프로토콜로는 TCP/IP가 있습니다.

TCP (Transmission Control Protocol): 데이터를 패킷으로 나누고, 이를 목적지까지 안전하게 전송하는 역할을 합니다.

IP (Internet Protocol): 각 패킷에 주소를 부여하고, 이를 통해 패킷이 올바른 목적지로 전송되도록 합니다.

OSI 7 layer

OSI (Open Systems Interconnection) 7 계층 모델은 네트워킹에서 데이터 통신을 이해하는 데 도움이 되는 개념적 프레임워크입니다. 이 모델은 7개의 계층으로 구성되어 있으며, 각 계층은 특정 네트워크 기능을 수행하고 해당 기능에 대한 프로토콜을 정의합니다.

다음은 OSI 7 계층 모델에 대한 간략한 설명입니다:

물리 계층 (Physical Layer)

이 계층은 물리적인 통신 매체 (예: 케이블)를 통해 비트를 전송하는 역할을 합니다.
이 계층에서의 데이터 전송 단위는 비트(Bit)입니다. 비트는 가장 기본적인 정보 단위로, 0 또는 1의 값을 가집니다.

데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

이 계층은 네트워크 장치 간의 데이터 전송을 관리하고, 오류를 검출하고 수정하는 역할을 합니다. 이 계층에서의 데이터 전송 단위는 프레임(Frame)입니다. 프레임은 비트의 그룹으로, 시작과 끝을 나타내는 플래그와 오류 검출을 위한 체크섬을 포함합니다.

네트워크 계층 (Network Layer)

이 계층은 데이터 패킷의 경로를 결정하는 역할을 합니다. IP 프로토콜이 이 계층에서 작동합니다.이 계층에서의 데이터 전송 단위는 패킷(Packet)입니다. 패킷은 데이터와 함께 출발지와 목적지 주소를 포함합니다.

전송 계층 (Transport Layer)

이 계층은 데이터 전송의 신뢰성을 보장하고, 패킷을 재조립하는 역할을 합니다. TCP 프로토콜이 이 계층에서 작동합니다.이 계층에서의 데이터 전송 단위는 세그먼트(Segment) 또는 데이터그램(Datagram)입니다. 세그먼트는 TCP 프로토콜에서 사용되며, 데이터그램은 UDP 프로토콜에서 사용됩니다.

세션 계층 (Session Layer)

이 계층은 네트워크 연결을 설정, 관리, 종료하는 역할을 합니다.

표현 계층 (Presentation Layer)

이 계층은 데이터를 애플리케이션 계층에서 이해할 수 있는 형식으로 변환하는 역할을 합니다. 이는 암호화와 압축 등의 작업을 포함합니다.

응용 계층 (Application Layer)

이 계층은 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공합니다. 이메일, 웹 브라우징 등의 애플리케이션 프로토콜이 이 계층에서 작동합니다.

세션, 표현, 응용 계층들에서의 데이터 전송 단위는 일반적으로 메시지(Message)입니다. 메시지는 사용자 데이터와 제어 정보를 포함합니다.

인터넷 프로토콜 (IP)

개요

인터넷 프로토콜(IP)은 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 전송하는 데 사용되는 주요 프로토콜입니다. IP 주소는 네트워크에 연결된 각 장치를 고유하게 식별하는 데 사용되며, IPv4와 IPv6 두 가지 주요 버전이 있습니다.

사설IP/공인IP

사설 IP 주소와 공인 IP 주소는 IP 주소를 분류하는 두 가지 주요 유형입니다.

• 사설 IP 주소는 내부 네트워크(예: 집이나 사무실) 내에서만 사용되며, 인터넷에 직접 연결되지 않습니다. 이 주소는 네트워크 내의 다른 장치와 통신하는 데 사용됩니다. 사설 IP 주소는 전 세계적으로 고유하지 않으며, 여러 네트워크에서 동일한 주소를 동시에 사용할 수 있습니다.
• 반면에, 공인 IP 주소는 인터넷에서 직접 액세스할 수 있는 장치를 식별하는 데 사용됩니다. 이 주소는 전 세계적으로 고유하며, 인터넷을 통해 장치에 도달할 수 있습니다.

고정IP/유동IP

• 고정 IP 주소는 변경되지 않는 IP 주소입니다. 이 주소는 서버와 같은 항상 동일한 IP 주소를 유지해야 하는 장치에 유용합니다.
• 유동 IP 주소는 장치가 네트워크에 연결될 때마다 변경될 수 있는 IP 주소입니다. 대부분의 홈 네트워크와 소규모 비즈니스 네트워크에서는 유동 IP 주소가 사용됩니다.

IPv4/IPv6

IPv4는 32비트 주소 체계를 사용하며, 이는 약 43억 개의 고유한 주소를 제공합니다. 반면에 IPv6는 128비트 주소 체계를 사용하며, 이는 거의 무한한 수의 고유한 주소를 제공합니다. IPv6는 IPv4 주소가 고갈되는 문제를 해결하기 위해 도입되었습니다.

참고: 사설 IP와 공인 IP의 차이, 고정 IP와 유동 IP의 차이, IPv4와 IPv6의 차이

IP 주소를 2진수로 변환하기

IP 주소는 일반적으로 점으로 구분된 4개의 10진수로 표현됩니다. 예를 들어, 192.168.1.1과 같은 형태입니다. 각 10진수는 0에서 255 사이의 값이며, 이는 8비트(1바이트)로 표현할 수 있습니다. 따라서, 각 10진수를 해당하는 2진수로 변환하면 IP 주소를 2진수로 표현할 수 있습니다.

예를 들어, IP 주소 192.168.1.1을 2진수로 변환하면 다음과 같습니다:

• 192는 2진수로 11000000입니다.
• 168는 2진수로 10101000입니다.
• 1은 2진수로 00000001입니다.
• 1은 2진수로 00000001입니다.

따라서, IP 주소 192.168.1.1의 2진수 표현은 11000000.10101000.00000001.00000001입니다.

포트 번호

포트 번호는 TCP/IP 프로토콜에서 특정 프로세스 또는 서비스를 식별하는 데 사용되는 숫자입니다. 포트 번호는 0에서 65535까지의 범위를 가집니다.

• 0-1023: 잘 알려진 포트 번호로, 표준 프로토콜을 위해 예약되어 있습니다. 예를 들어, HTTP는 포트 80을, HTTPS는 포트 443을 사용합니다.
• 1024-49151: 등록된 포트로, 특정 서비스에 대해 IANA(Internet Assigned Numbers Authority)에 의해 예약되어 있습니다.
• 49152-65535: 동적 또는 개인 포트로, 일반적으로 임시 통신에 사용됩니다.

참고: 포트 번호