10월 1주차 과제 요약

1) IP 주소 체계 및 서브네팅

IP 주소 체계는 네트워크 상에서 장치들이 서로를 식별하고 통신하기 위해 사용되는 주소 구조입니다. IP 주소는 IPv4(32비트)와 IPv6(128비트) 두 가지 형태가 있지만, 여기서는 IPv4 주소 체계와 관련된 클래스(Class), 클래스리스(Classless), CIDR에 대해 설명하겠습니다.

(1) 클래스(Classful) IP 주소 체계

• IP 주소는 클래스 A, B, C, D, E로 구분됩니다. 이 클래스 체계는 IP 주소의 첫 번째 옥텟을 기준으로 구분됩니다.
  • 클래스 A: 첫 번째 비트가 0으로 시작하는 주소(1.0.0.0 ~ 126.255.255.255). 기본 서브넷 마스크는 255.0.0.0입니다.
  • 클래스 B: 첫 두 비트가 10으로 시작하는 주소(128.0.0.0 ~ 191.255.255.255). 기본 서브넷 마스크는 255.255.0.0입니다.
  • 클래스 C: 첫 세 비트가 110으로 시작하는 주소(192.0.0.0 ~ 223.255.255.255). 기본 서브넷 마스크는 255.255.255.0입니다.
  • 클래스 D: 멀티캐스트용 주소(224.0.0.0 ~ 239.255.255.255).
  • 클래스 E: 연구 및 실험용(240.0.0.0 ~ 255.255.255.255).

(2) 클래스리스(Classless) IP 주소 체계

• 클래스리스 주소 체계에서는 고정된 서브넷 마스크 대신에 **가변 길이 서브넷 마스크(VLSM)**를 사용할 수 있습니다. 이는 네트워크 관리자들이 네트워크 크기에 맞춰 유연하게 서브넷을 나누는 데 유리합니다.

(3) CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

• CIDR은 클래스리스 주소 체계에서 사용되며, IP 주소 뒤에 슬래시(/)와 함께 서브넷 마스크의 비트 수를 표시합니다.
• 예를 들어, 192.168.1.0/24는 서브넷 마스크가 255.255.255.0이고 192.168.1.0/26는 서브넷 마스크가 255.255.255.192입니다.

2) 이더넷 헤더

이더넷 프레임은 **OSI 2계층(데이터 링크 계층)**에서 사용되는 데이터 단위입니다. 이더넷 헤더는 다음과 같은 필드로 구성됩니다:

• 목적지 MAC 주소(6바이트): 데이터를 받을 장치의 MAC 주소.
• 출발지 MAC 주소(6바이트): 데이터를 보내는 장치의 MAC 주소.
• EtherType(2바이트): 상위 계층 프로토콜(IP, ARP 등)을 식별하는 필드입니다.
• 패킷 데이터: 전송되는 실제 데이터입니다.
• FCS(Frame Check Sequence, 4바이트): 오류 검출을 위한 필드입니다.

3) IP 헤더

IP 헤더는 **네트워크 계층(OSI 3계층)**에서 사용되며, IP 패킷의 라우팅과 전달을 관리하는 정보를 포함합니다.

(1) MTU (Maximum Transmission Unit)

• MTU는 한 번에 전송할 수 있는 최대 데이터 크기를 의미합니다. 이 값은 전송 매체에 따라 다르며, 이더넷의 기본 MTU는 1500바이트입니다.

(2) IP Fragmentation

• MTU보다 큰 패킷이 전송될 때, 해당 패킷을 여러 개의 작은 조각으로 **분할(fragmentation)**하여 전송합니다. IP 헤더에 있는 Identification과 Fragment Offset 필드가 이를 관리하며, 조각난 패킷은 목적지에서 다시 재조립됩니다.

(3) Autonegotiation

• Autonegotiation은 네트워크 장치 간에 속도와 이중 통신 방식(Full-duplex, Half-duplex)을 자동으로 협상하여 최적의 링크 설정을 결정하는 프로토콜입니다. 주로 이더넷 링크에서 사용됩니다.

(4) LACP (Link Aggregation Control Protocol)

• LACP는 여러 개의 물리적 링크를 논리적 하나의 링크로 묶어 대역폭을 증가시키고 고가용성을 제공하는 프로토콜입니다. 이를 통해 링크 장애 시에도 통신을 유지할 수 있으며, IEEE 802.3ad 표준에 포함되어 있습니다.

4) 장비 접속 및 기본 설정

(1) Hostname 설정

네트워크 장비의 **호스트 이름(Hostname)**을 설정하는 것은 장비를 식별하는 데 중요합니다. CLI 명령을 통해 설정할 수 있으며, Cisco 장비의 경우 다음과 같이 설정합니다.

bash

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Router> enable Router# configure terminal Router(config)# hostname MyRouter

(2) Management IP 설정

관리 목적으로 장비에 접근할 수 있도록 **관리 IP(mgmt IP)**를 설정합니다. 이는 네트워크 관리자가 장비를 원격으로 관리할 수 있게 해줍니다. 주로 VLAN 1에 할당되며, Cisco 장비의 경우 다음과 같이 설정합니다.

bash

코드 복사

Router> enable Router# configure terminal Router(config)# interface vlan 1 Router(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 Router(config-if)# no shutdown

이 설정으로 라우터 또는 스위치에 관리 IP를 할당하여 네트워크 관리자들이 원격에서 접근하고 관리할 수 있습니다.

결론

• IP 주소 체계와 서브네팅은 네트워크를 분할하고 관리하는 데 중요한 요소입니다.
• 이더넷 헤더와 IP 헤더는 데이터가 네트워크를 통해 이동할 때 필수적인 정보들을 포함합니다.
• MTU, IP Fragmentation과 같은 기능은 패킷이 물리적 제약 내에서 효율적으로 이동할 수 있게 해주며, Autonegotiation과 LACP는 네트워크 성능을 최적화합니다.
• Hostname과 관리 IP 설정은 장비를 식별하고 관리하기 위한 기본 설정입니다.