Local Area Network (LAN)
학교, 사무실 등 한정된 지역에서 사용되는 컴퓨터 네트워크이다.
통신방법으로는
- Addressing, ARP
- Topology
- Ethernet
- Switches
- Virtual LAN (VLAN)
이 존재하고, 이 글에서는 ARP, Topology에 대해 설명한다.
ARP : address resolution protocol
먼저 ARP를 설명하기 전에 MAC, IP가 뭔지에 대해 알아야한다.
둘 다 주소이긴한데, MAC은 물리적인 주소로 컴퓨터가 갖는 고유한 번호라고 한다.
IP는 논리적인 번호다.
두 개의 차이가 무엇인지 명확히 와닿지 않아, 교수님께 물어봤지만 이해하지 못했다.ㅠ
그래서 chat gpt한테 물어봤다.
교수님이 말씀해주신 것과 이걸 합치니까 좀 이해가 됐다. 정리해보자
IP
- '네트워크' 상에서 장치를 식별하는 주소
- '네트워크 계층'에서 라우팅, 패킷 전송을 위한 주소 체계
- like postal address
MAC
- 고유한 주소
- '데이터 링크'계층에서 사용
- like social security number
이 정도로만 알아둬도 문제될 거 없는 듯 하다. (내 뇌피셜임)
(인터넷 계층 : 물리 > 데이터링크 > 네트워크 > 전송 > 응용 )
그럼 다시 본론으로 돌아가서 ARP를 알아보자
How to determine interface's MAC address, knowing the IP address?
의 질문에 해답을 주는 프로토콜이 ARP이다.
쉽게 말해, IP주소를 통해 MAC주소를 알아내는 방법이다.
ARP가 동작할 때에는 ARP table이라는 것을 이용한다.
ARP table : <IP address, MAC address, TTL>
여기서 TTL (Time To LIve) 은 테이블 안에 들어있는 mac과 ip주소를 얼마동안 유지할 지에대한 정보를 담아두는 곳이다.
왜 이게 필요하냐하면,, 천년만년 주소를 들고 있을 필요는 없으니까.
이제 예시를 통해 MAC를 찾아내는 과정을 알아보자.
문제 : A는 B에게 datagram을 보내고싶어. B의 MAC주소는 ARP테이블에 없어. 그래서 A는 APR를 통해 B의 MAC주소를 알아내보자
[ 해결과정 ]
1. A는 B의 ip주소가 있는 ARP쿼리를 broadcast해 (모든 사람에게 보내) -> LAN에 있는 모든 노드가 쿼리를 받아
2. 동일한 ip를 가지고 있는 대상이 MAC주소를 주며 응답해
3. A가 B의 응답을 받고 테이블에 채워
위의 예시는 바로 찾은 경우다.
만약 다른 subnet을 거치는 과정이 추가되면 어떻게 될까?
일단 subnet이 뭔지 알아보자
subnet
서브넷(Subnet)은 IP 네트워크를 더 작은 네트워크로 분할하는 작업이나 결과를 의미합니다. IP 네트워크를 서브넷으로 분할하면 더 작은 네트워크 그룹이 생성되며, 각 서브넷은 고유한 IP 주소 범위를 가집니다.
그렇다. subnet을 쓰면 각 서브넷 안에서 ip주소를 할당하기 때문에 ip주소를 절약할 수 있다.
이게 무슨 말이냐,
ip주소는 IPv4,IPv6로 나뉘게 되는데, 각각 32비트, 48비트이다.
근데 문제가 통신하고 싶어하는 사람의 수가 이걸로 다 표현하기에는 역부족인거지. 그래서 서비넷이라는 것을 통해 32비트 범위안에서 표현할 수 있도록 한거야
여튼, 이런 네트워크 내에, 출발지(source)와 목적지(destination)이 있고 중간 징검다리(router)를 통해 도착해야하는데, 모든 지점은 MAC과 IP주소가 있어.
A가보내는 목적지 IP에는 B의 IP주소가 들어있고, ARP테이블 안에 들어있는 MAC과IP를 비교해가면서 최종 목적지까지 도착하는 거야.헷갈릴 수 있는데, 테이블에 있는 ip주소는 징검다리는 건너도 절대로 바뀌지않아. 그리고 mac주소를 바꿔주면서 원래 설정한 목적지를 향해 가는거야. 매 과정 현재의 지점의 mac주소를 기반한 ip와 테이블 속 최종 목적지에 해당하는 ip주소를 비교하는 과정을 거치고, 일치했을 때 멈추게 되는거지
Topology
: 로컬에서 기기들이 어떻게 연결되어 있는 지. 하나의 네트워크 내에서 기기들이 어떤식으로 붙어 있는지
Bus topology
- linear한 꼴로 버스 정류장 같이 생겼음
- 프레임을 전송하면, 프레임을 받은 지점에서 자신에게 온 건지를 주소를 통해 확인하고 아니면 무시함
Star topology
- central node(Central HUB)에서 broadcast하게 연결하는거
- HUB에서 각 station과 2개의 라인을 써서 연결
- 문제점 : 공유된 medium hub를 쓰는 경우, station에서 다시 hub로 보낼 때, 충돌이 발생함
- 이 문제를 해결하기 위해 layer 2 switch방식을 사용하면서, 정보가 오면 온 정보를 저장한 뒤 다음 일을 처리할 수 있도록하며 충돌을 방지한다.
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