이 글은 "후니의 CISCO 네트워킹" 을 참고하여 작성하였습니다.
지난 시간에 배운 것들을 복습하겠습니다.
LAN : 어느 한정된 공간에서 네트워크를 구성
WAN : 멀리 떨어진 곳과의 네트워크 구축
이더넷 : 네트워킹의 한 방식으로, 네트워크를 만드는 방법 중 하나이며, 동작하는 방식은 CSMA/CD 프로토콜을 사용하여 통신
토큰링 : 이더넷처럼 마음대로 데이터를 보내는 방식이 아니라, 네트워크에서 오직 하나의 PC, 즉 토큰을 가진 PC만이 네트워크에 데이터를 실어 보낼 수 있는 것
간단하게 지난 시간에 작성한 것들을 복습했고, 오늘은 더욱 많은 것들을 포스팅 해보겠습니다.
케이블
우리는 네트워크를 구성하면서 자주 만나는 것이 "케이블" 이란 단어가 아닐까 싶습니다.
케이블은 전화 케이블이나 전원 케이블이 아니라 통신 케이블을 의미 합니다.
케이블의 종류에는 광케이블, UTP 케이블, 동축 케이블 등 다양한 종류를 가지고 있습니다.
UTP 케이블
Unshielded Twisted Pair의 약자로 "감싸져 있지 않은 꼬인 녀석" 이라고 해석을 할 수 있습니다.
왜 꼬인 녀석이냐 라고 생각하실 분들이 많은데, 우리가 데스크탑에 연결시킨 LAN선을 열어 보신분이 있을 지 모르겠지만 8개의 단자가 다 꽈배기 처럼 꼬여있습니다.
이렇게 2개 2개 2개 2개 꼬여 있는 것을 알 수 있는데, 이 사진이 대표적인 UTP 케이블 입니다.
STP 케이블
Shielded Twisted Pair의 약자로 UTP 케이블과 달리 "케이블 주위를 어떤 절연체로 감싸져 있다" 라고 말합니다.
주로 토큰링쪽에서 사용 됩니다.
이처럼 TP 케이블에는 크게 UTP, STP로 나뉘는데 우리는 보통 카테고리 5, 카테고리 3으로 부르곤 합니다. 이때 카테고리는 UTP 케이블의 전송 가능 대역폭에 따라 분류한 종류라고 아시면 됩니다.
카테고리의 종류는 다음과 같습니다.
저기서 카테고리 3에 10 Base T 네트워크라는 말이 이해가 안되실텐데, 짚어보고 넘어 가겠습니다.
10 Base T는 10, Base, T로 끊어서 읽어 주시면 됩니다.
10은 속도를 나타내고, Base는 케이블, T는 케이블의 종류입니다. 그림으로 설명하겠습니다.
여기서 T대신 5가 들어가게 되면 10 Base 5가 될텐데, 5는 최대 통신 거리입니다.
해석을 하자면 "10M의 속도로 최대 500미터까지 전송이 가능한 케이블" 이라고 생각하시면 됩니다.
MAC(Media Access Control)
컴퓨터는 네트워크상에서 서로를 구분하기 위해서는 일종의 "주소" 가 필요합니다.
예로 우리가 우편을 보낼 때 각각의 건물이나 집에 서로 다른 주소가 필요한 것 처럼 컴퓨터에서도 동일합니다.
하지만, 의문이 드는점이 분명히 있을겁니다. 왜냐면 IP라는 인터넷 주소가 있기 때문이죠!
우리가 배운대로라면 통신을 위해서는 각 장비마다 IP주소가 배정되어 있으며, 또 그 주소를 가지고 통신을 하는 것으로 생각을 하게 될 것 입니다.
물론 위 IP주소를 통해서 통신을 하는 것이 틀린말은 아닙니다. 하지만 이 경우에서도 MAC 주소를 사용을 하기 때문에 틀린말이 아닌 것 입니다. 왜냐면 라우터라는 기기로 IP주소를 MAC 주소로 변환 시키는 것을 ARP라고 하는데, 이 변환 과정에 필요한 것이 IP 주소입니다. (이 부분에 대해서는 나중에 문제로 다시 보겠습니다)
이더넷에 붙는 각 장비들은 48Bit의 주소를 가지게 됩니다.
이 주소는 랜카드 or 네트워크 장비에 이미 고정되어 있는 주소이고 유일한 주소입니다.
이런 유일한 주소를 MAC 주소 or 하드웨어 주소라고 칭합니다.
MAC 주소는 8자리마다 하이픈(-),콜론(:), 점(.) 으로 구분이 됩니다.
위에서 48Bit를 가지고 있다 했는데 왜 48자리가 아닌 이유를 궁금해 하실 수 있는데, 바로 2진수를 16진수로 변환을 시켰기 때문입니다.
16진수는 2진수의 값 4bit를 가지고 하나의 값을 만드는데, 계산을 해보면 정확히 48Bit가 됨을 알 수 있습니다.
제일 밑에 0060.978F.4F86만 계산을 해보겠습니다.
0000 0000. 0110 0000. 1001 0111. 1000 1111. 0100 1111. 1000 0110으로 변환이 가능합니다.
그럼 .을 기준으로 8Bit씩 6개가 나왔으니, 6 * 8 = 48Bit가 되는 것입니다.
만들어진 12자리의 MAC 주소 중, 앞에 6자리 수는 생산자를 나타내는 코드입니다.
OUI(Organizational Unique Identifier)라고도 하며, 회사의 제품마다 다 값이 다 다릅니다.
그리고 뒤에 6자리 수는 Host Identifier입니다. 시리얼 넘버라고도 말합니다.
간단하게 예제를 보겠습니다.
다음과 같이 A 네트워크가 B 네트워크에게 통신을 시작한다고 가정을 하겠습니다. 이때 A 네트워크에서 내보내는 목적지의 주소 정보에는 무엇이 담겨 있을까요??
1. A 네트워크의 MAC 주소
2. A 네트워크의 IP 주소
3. B 네트워크의 MAC 주소
4. B 네트워크의 IP 주소
5. 스위치 1의 MAC 주소
6. 스위치 2의 MAC 주소
7. 라우터 E0의 IP 주소
8. 라우터 E1의 IP 주소
정답은, 4번과 8번입니다. 그 이유는 A 네트워크와 B 네트워크는 라우터를 중점으로 이어진 통신입니다.
A 네트워크와 B 네트워크를 서로 데이터를 주고 받게 하기 위해서는 라우터를 사용해야 하는데, B 네트워크의 IP 주소를 라우터에 전송을 하게 되면 라우터는 자신의 MAC 주소를 B 네트워크에게 넘겨주며, 이 MAC 주소를 사용해서 A 네트워크에게 보내라고 하기 때문에, A 네트워크는 라우터 E0의 MAC 주소의 정보를 가지고 있습니다. 그리고 IP의 정보는 변화가 없기 때문에 B 네트워크의 IP 주소도 가지고 있습니다!!!
유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트
캐스트 3개의 유형은 네트워크에서 통신을 하는 방식에 따른 구분입니다.
위 3개의 캐스트는 1대1로 하는 통신, 그룹을 대상으로 하는 통신, 전부를 대상으로 하는 통신으로 나뉩니다.
먼저, 유니캐스트에 대해서 알아보겠습니다.
유니캐스트는 현재 네트워크상에서 가장 많이 사용되는 트래픽입니다.
우리가 랜에서 통신을 한다고 가정을 했을 때, 데이터를 보내고자 하는 PC의 MAC 주소가 00-60-80-AA-BB-CC라고 가정하고, 받는 PC의 MAC 주소가 00-60-80-FF-FF-FF일때를 생각 해보겠습니다.
통신을 위해서는 전송되는 프레임 안에 항상 출발지와 목적지의 주소가 들어있어야 합니다.
여기서 주소라 함은 MAC 주소입니다. 따라서 출발지는 00-60-80-AA-BB-CC이고, 도착지는 00-60-80-FF-FF-FF입니다.
유니캐스트를 다르게 생각한다면 우리가 택배를 보낸다고 가정을 해봅시다.
A가 B에게 택배를 보낼 때, 송장에 적은 주소대로 우편 아저씨가 B에게 택배를 가져다 줍니다.
이처럼, 유니캐스트는 1대1로 데이터를 주고 받는 경우를 말합니다.
브로드캐스트는 로컬 랜에 붙어 있는 모든 네트워크 장비들에게 보내는 통신입니다.
여기서 로컬 랜은 라우터에 의해서 구분된 공간, 즉 브로드캐스트 도메인이라고 하는 공간입니다.
쉽게, 통신의 대상이 정해져 있지 않고 내가 살고 있는 네트워크 안의 모든 네트워크 장비들에 통신을 할 때 쓰기 위한 방식이라고 생각하시면 됩니다.
예로 동네 이장님께서 마이크로 방송을 하는 것으로 생각을 하시면 됩니다.
듣고 싶은 말이 아니더라도 다 들리게 되는, 즉 받고 싶지 않은 데이터도 받아야 합니다.
브로드캐스트는 어떤 경우에 발생을 하는지 알아 보겠습니다.
예로 처음 두 PC 간에 통신을 하는 경우에는 상대편의 MAC 주소를 알 수 없습니다. 물론 IP 주소는 알 수 있겠죠!
이 경우 상대방의 MAC 주소를 알 수 있는 동작이 있습니다. 바로 ARP(Address Resolution Protocol)입니다.
ARP가 곧 브로드캐스트를 의미합니다. 즉, 알고 있는 IP 주소를 가진 사람이 누구야? 하고 보내면 동일한 IP 주소를 가진 PC가 나야! 하고 응답을 하는데 이것이 바로 브로드캐스트가 발생하였다라고 생각 하시면 됩니다.
마지막으로 멀티캐스트는 보내고자 하는 그룹 멤버들에게만 한 번에 보낼 수 있기 때문에 유니캐스트처럼 여러 번 보낼 필요도 없고, 브로그캐스트처럼 받기 싫어하는 사람에게까지 보낼 필요도 없습니다.
예로 200개의 네트워크가 연결되어 있다고 가정합시다. 근데 100명만이 제가 보내는 통신을 받고 싶어하고 남은 100명은 받기 싫어하는데, 이때 멀티캐스트 뿐만 아니라 유니캐스트로 1대1로 100번을 통신하면 되기는 합니다. 하지만 단점이 바로 눈에 띄게 보이죠! 오래 걸린다는 점...
이럴때, 멀티캐스트를 사용하면 됩니다. 하지만 멀티 캐스트를 사용하기 위해서는 라우터나 스위치가 멀티캐스트를 지원해야 하며, 지원을 하지 않을 경우에는 브로드캐스트로 인식을 하여 통신을 다 막아버립니다.
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