네트워크 기초 이론 #2

네트워크 통신 방식

네트워크에서 출발지에서 목적지로 데이터를 전송할 때 사용하는 통신 방식에는 유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트가 있습니다.

 

유니캐스트

• 1 : 1 통신
• 출발지와 목적지가 1 : 1로 통신

출발지와 목적지가 명확히 하나로 정해져 있는 1 : 1 통신 방식입니다. 실제로 사용하는 대부분의 통신은 유니캐스트 방식을 사용합니다.

 

브로드캐스트

• 1 : 모든 통신
• 동일 네트워크에 존재하는 모든 호스트가 목적지

목적지 주소가 ALL로 표기되어 있는 통신 방식입니다. 유니캐스트로 통신하기 전, 주로 상대방의 정확한 위치를 알기 위해 사용됩니다. 주소 체계에 따라 브로드캐스트를 다양하게 분류할 수 있지만 기본 동작은 로컬 네트워크 내에서 모든 호스트에 패킷을 전달해야 할 때 사용됩니다.

 

멀티캐스트

• 1 : 그룹(멀티캐스트 구독 호스트) 통신
• 하나의 출발지에서 다수의 특정 목적지로 데이터 전송

멀티캐스트 그룹 주소를 이용해 해당 그룹에 속한 다수의 호스트로 패킷을 전송하기 위한 통신 방식입니다. IPTV와 같은 실시간 방송을 볼 때 이 멀티캐스트 통신 방식을 사용합니다. 사내 방송이나 증권 시세 전송과 같이 단방향으로 다수에게 동시에 같은 내용을 전달해야 할 때 사용됩니다.

 

 

애니캐스트

• 1 : 1 통신(목적지는 동일 그룹 내의 1개 호스트)
• 다수의 동일 그룹 중 가장 가까운 호스트에서 응답
• IPv4에서는 일부 기능 구현, IPv6은 모두 구현 가능

애니캐스트는 애니캐스트 주소가 같은 호스트들 중에서 가장 가깝거나 가장 효율적으로 서비스할 수 있는 호스트와 통신하는 방식입니다. 이런 애니캐스트 게이트웨이의 성질을 이용해서 가장 가까운 DNS 서버를 찾을 때 사용하거나 가장 가까운 게이트웨이를 찾는 애니캐스트 게이트웨이 기능에 사용하기도 합니다.

 

최종 통신은 1 : 1로 유니캐스트와 애니캐스트가 동일하지만 통신할 수 있는 후보자는 서로 다릅니다. 유니캐스트는 출발지와 목절지가 모두 한 대씩이지만 애니캐스트는 같은 목적지 주소를 가진 서버가 여러 대여서 통신 가능한 다수의 후보군이 있습니다.

 

 

MAC 주소

MAC 주소는 Media Access Contorl의 줄임말로 2계층에서 통신을 위해 네트워크 인터페이스에 할당된 고유 식별자입니다. MAC 주소는 이더넷과 와이파이를 포함한 대부분의 IEEE 802 네트워크 기술에서 2계층 주소로 사용됩니다. 네트워크에 접속하는 모든 장비는 MAC 주소라는 물리적인 주소가 있어야하고 이 주소를 이용해 서로 통신하게 됩니다.

 

MAC 주소 체계

MAC 주소는 변경할 수 없도록 하드웨어에 고정되어 출하되므로 네트워크 구성 요소마다 다른 주소를 가지고 있습니다. 모든 네트워크 장비 제조업체에서 장비가 출하될 때마다 MAC 주소를 할당하게 되는데 매번 이 주소의 할당 여부를 확인할 수 없으므로 한 제조업체에 하나 이상의 주소풀을 주고 그 풀 안에서 각 제조업체가 자체적으로 MAC 주소를 할당합니다. 이렇게 네트워크 장비 제조업체에 주소 풀을 할당하는 것을 제조사 코드라고 부르며 이 주소는 국제기구인 IEEE가 관리합니다.

 

MAC 주소 체계

• OUI : IEEE가 제조사에 할당하는 부분
• UAA : 각 제조사에서 네트워크 구성 요소에 할당하는 부분

 

MAC 주소 동작

NIC은 자신의 MAC 주소를 가지고 있고 전기 신호가 들어오면 2계층에서 데이터 형태로 변환하여 내용을 구분한 후 도작지 MAC 주소를 확인합니다. 만약 도착지 MAC 주소가 자신이 갖고 있는 MAC 주소와 다르면 그 패킷을 폐기합니다. 패킷의 목적지 주소가 자기 자신이거나 브로드캐스트, 멀티캐스트와 같은 그룹 주소이면 처리해야 할 주소로 인지해 패킷 정보를 상위 계층으로 넘겨줍니다.

 

 

IP 주소

OSI 7계층에서 주소를 갖는 계층은 2계층과 3계층입니다. 2계층은 물리 주소인 MAC 주소를 사용하고 3계층은 논리 주소인 IP 주소를 사용합니다.

IP 주소를 포함한 3계층 주소의 특징을 알아보겠습니다.

• 사용자가 변경 가능한 논리 주소입니다.
• 주소에 레벨이 있습니다. 그룹을 의미하는 네트워크 주소와 호스트 주소로 나뉩니다.
• IP주소란 네트워크 통신을 하기 위해 각 장비에 부여하는 고유한 주소입니다.
• 라우터에서 라우팅을 하기 위서는 IP 주소가 필수적으로 필요합니다.
• IP주소 체계는 IPv4와 IPv6가 있습니다.
• IPv4 주소는 32비트 길이의 식별자로 이루어지며 12자리의 10진수 번호로 이루어집니다.
• 0.0.0.0에서 255.255.255.255 까지의 숫자 조합으로 이루어지며 각부분은 0~255까지의 수로 표현됩니다.
• IPv4를 사용해 최대 43억 개의 주소를 부여할 수 있습니다.
• IP 주소의 효율적 사용을 위해 5개의 클래스로 나눕니다.
• 인터넷 주소 관리기관에서 부여한 네트워크 주소와 개별 호스트 주소를 식별하기 위해 네트워크 관리자가 부여가능한 호스트 주소로 구성됩니다.
• 동일한 네트워크 영역(주소)의 경우 라우터(라우팅) 없이도 서로 통신이 가능합니다.

클래스 구분법

 

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