[CCNA/네트워크] 4. 주소의 종류와 계층 별 네트워크 전송 장비(1)

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지난 포스팅에서는, OSI 참조 모델의 7계층과 그 역할,

또 각각의 계층에서 사용하는 프로토콜에는 무엇이 있는지 살펴보았다.

이번 포스팅에서는 계층 별 사용하는 주소의 종류와,

실제로 데이터를 전송하는 계층 별 네트워크 전송 장비에 대해서 정리해 볼 것이다.

정확히는 주소에 대한 정보를 모든 계층에서 사용하지는 않는다.

계층 별 Encapsulation을 진행할 때에 프로토콜 헤더에 주소 정보를 담는

세 개의 계층이 있는데,

바로 Transport Layer(4계층), Network Layer(3계층), Data Link Layer(2계층) 이다.

왜 이 3개의 계층에서만 주소에 대한 정보가 필요할까?

이전 OSI 참조 모델 포스팅에서 이야기했듯 5~7계층은 데이터의 생성을 담당하고

1~4계층은 데이터의 전송을 담당하기 때문에, 데이터 전송의 계층 중에

실제로 전기신호로 변환 및 출력만 하고 다른 데이터 참조는 하지 않는

1계층을 제외한 2,3,4 계층에서 주소에 대한 정보가 필요함을 알 수 있다.


  • Port Number (포트 번호)

포트 번호는 Transport Layer에서 캡슐화할 때에 프로토콜 헤더에 붙는 4계층 주소로,

데이터를 송수신하는 관계에서 어플리케이션 서비스를 구분하기 위한 값이다.

포트 번호는 16bit 주소체계를 사용하여 0 ~ 65535까지의 값을 사용할 수 있다.

이 중 0~1023까지는 Well-Known Port Number라 하여 유명한 번호가 아닌

예약된 포트 번호로, 예를 들어 HTTP(80)은 HTTP 서비스(웹 서비스)에서 필요로

하는 데이터임을 의미하는 것이다.

송신 측(클라이언트)가 수신 측(서버)에게 포트 번호 80번을 사용하여 데이터를 

전송하게 되면, 서버는 데이터를 받은 뒤 포트 번호 80을 확인하고, HTTP 서비스를

클라이언트에게 제공할 수 있게 되는 것이다.

이처럼 포트번호는 다른 호스트를 찾아가기 위한, 전송에 사용되는 주소라기 보다는,

호스트 상에서 데이터가 전송 및 처리될 때에 어떤 어플리케이션 서비스인지를

구분할 수 있게 해주는 값이다.

  • IP Address (IP 주소)

IP 주소는 Network Layer에서 IP 프로토콜을 이용해 캡슐화할 때에 프로토콜 헤더에

붙는 3계층 주소로, 호스트에 할당되는 IP 주소를 이용해 그 호스트로 찾아갈 때

사용하는 주소이다.

IP주소는 32bit 주소체계를 사용하여 0 ~ 4294967296(약 42억)까지의 값을 사용한다.

IP주소의 종류에는

1. 유니캐스트

2. 멀티캐스트

3. 브로드캐스트

주소로 구분되며, 예약된 주소나 사설 IP주소도 여기에 포함된다.

IP 주소는 논리적인 주소로서, 한 호스트의 IP주소가 바뀔 수도 있다.

IP주소에 대해서는 별도의 포스팅을 통해서 좀 더 자세히 설명할 예정이다.


  • MAC Address (MAC 주소)

MAC Address는 Data-Link 계층에서 주로 Ethernet 프로토콜을 이용해 캡슐화할 때에

프로토콜 헤더에 붙는 2계층 주소로, 장치에 미리 설정된 물리적인 주소이다.

따라서 IP주소와는 달리 변경이 불가능하며, 호스트가 네트워크에서 사용하는

실제 주소를 의미한다.

주로 장치의 LAN카드에 설정이 되있다.

MAC Address는 48bit 주소체계를 사용하며, 앞의 24bit는 LAN 카드 업체에서

중복되지 않게 설정한 주소로, OUI-24 라고 부른다. 주로 회사를 의미한다

뒤의 24bit가 실제로 각각의 랜카드가 심어진 장비를 구분할 수 있게 하는

주소 값을 의미한다.

아래는 HTTP서비스에 대한 데이터를 송신할 때의 프레임을 WireShark로

캡처하여 각 계층의 주소를 확인해 본 것이다.

송신측의 주소와 목적지 측의 주소가 각각 존재하는데, 포트 번호의 경우

주로 송신지(Source)의 포트 넘버는 임의로 정하고, 어플리케이션 서비스에 해당하는

포트 번호를 목적지(Des)에 적는다


Port Number를 확인해보면, 빨간 박스 안에 목적지의 포트 번호가 80으로

설정되어 있는 것을 확인할 수 있는데, 이를 통해 HTTP 서비스와 관련된

데이터라는 것을 알 수 있다.

IP Address를 확인해보자. Source(송신 측)의 주소는 10.10.13.65이고,

Dst(수신 측)의 주소는 96.31.33.25임을 확인할 수 있다.

IP Address의 경우 32bit를 8bit 단위(옥텟이라 부른다) 4개로 쪼개어

.을 구분자로 한 4개의 십진수로 표현하는데, 위의 10.10.13.65를 32bit로 바꾸어 보면

00001010 . 00001010 . 00001101 . 01000001 이 된다.
     10             10            13             65

Mac Address를 확인해보자.

Mac Address의 경우 48bit를 8bit짜리 6개로 나누어 나누어진

8bit :로 구분하고, 또 다시 상위 4bit와 하위 4bit로 나눈 뒤 4개의 bit로부터 나오는

숫자를 16진수로 표현하여 주소를 나타낸다.

위의 a0:88:b4:d0:03:34를 48bit로 바꾸어 보면

1010 0000 : 1000 1000 : 1011 0100 : 1011 0000 : 0000 0011 : 0011 0100 이 된다.
  a      0        8      8       b      4       d      0        0      3       3      4
|           OUI-24 ( IntelCor )              |

앞의 24비트를 통해 IntelCor에서 만든 LAN 카드라는 것을 확인할 수 있다.

* 그러면 원하는 호스트를 찾아갈 때 사용하는 주소가 대체 

 Mac 주소이냐 IP 주소이냐 하는 의문이 생길 수 있는데, 이런 의문이 들었다면

 이전의 내용을 다시 환기시킬 필요가 있다. 대답을 다시 해보자면 둘 다 사용한다이다.

 이전의 집배원 비유에서도 이야기했지만, 각각의 주소를 사용하는 구간이 다르다.

 데이터가 목적지 호스트를 찾아가기 위해서는 데이터가 거치는 각 구간 별로

 두 주소를 모두 사용해야만 찾아갈 수 있다.

 이에 대해 상세한 내용은 다음에 포스팅할 네트워크 장비에 대해 이야기하면서

 정리할 것이다.

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