제 3장 TCP/IP 주소기법.

Presentation on theme: "제 3장 TCP/IP 주소기법."— Presentation transcript:

1 제 3장 TCP/IP 주소기법

2 Contents 1 TCP/IP 주소의 종류 2 IP 주소체계 3 서브넷

3 1 TCP/IP 주소의 종류 -1 1) TCP/IP 주소 기법
데이터의 전송과 인터넷을 사용하기 위해 반드시 알아야 하는 각 계층과 주소의 연관성을 살펴보자. Physical Address, Ethernet Type Number IP Address, Protocol Number Domain Name, URL, Address Port Address

4 1 TCP/IP 주소의 종류 -1 1) TCP/IP 주소 기법 (1) Domain Name, URL, email 주소
인터넷주소는 인터넷상의 특정 컴퓨터를 인식하기 위하여 전화번호와 같이 원래 숫자의 조합으로 구성된 소위 IP Address를 말하는데, 이와 같이 숫자로 된 표시는 그 인식 및 기억이 어렵기 때문에, 사람들은 영어의 단어나 알파벳으로 이루어진 소위 도메인이름(Domain Name)을 사용하고 있다. 이러한 도메인이름은 인터넷 이용자가 인터넷을 이용할 때, DNS(Domain Name System)에 의하여 자동적으로 원래의 숫자의 조합으로 변환되며 이용자는 그 변환과정을 인식하지 못하고 또 그럴 필요도 없다.   형식) 소속기관의 이름.기관의 종류(학교,회사…).도메인 네임 및 소속국가 나. URL (Uniform Resource Locator) 다양한 서비스를 제공하는 수많은 서버들로부터 필요한 정보를 획득하기 위해 이들의 위치를 표시하는 체계가 필요한데 이를 위해 URL이 사용된다. URL은 웹상에서 서비스를 제공하는 각 서버들에 있는 파일들의 위치를 명시하기 위한 것으로 접속해야 될 서비스의 종류, 서버의 위치(도메인 네임), 파일의 위치를 포함한다.   형식) 프로토콜://정보를 가진 컴퓨터 이름/디렉토리 이름/파일이름 ftp:// /net/ccna.zip 다. 주소 인터넷에서 전자우편을 보낼 때 수신하는 상대편의 주소 형식) 사용자의 계정(kklee)과 도메인 네임(netch.co.kr)을 조합하여 표시

5 (Well known Protocol examples) (Well known PORT examples)
1 -1 TCP/IP 주소의 종류 1) TCP/IP 주소 기법 (2) Port Address 포트 주소(Port Address) 16비트 응용 서비스 식별자, TCP와 UDP 프로토콜에서 사용 예) HTTP서비스(80), Telnet서비스(23), SMTP(25) 등 프로토콜 번호 (Well known Protocol examples) 포트번호와 서비스유형 (Well known PORT examples) PORT 번호 서 비스 21 FTP 23 Telnet 25 SMTP 80 HTTP 513 rlogin 514 rsh 번호 프로토콜 1 ICMP 2 IGMP 6 TCP 8 EGP 9 IGP 17 UDP

6 1 TCP/IP 주소의 종류 -1 1) TCP/IP 주소 기법 (3) IP Address, Protocol 번호
32비트 주소, IP에서 사용. PC나 네트워킹 장비 인터페이스에 고유한 IP주소가 부여되며 현재 IPV4가 사용되고 앞으로는 IPV6 버전을 사용하게 된다. 이유는 현재 많은 IP 주소가 부족하기 때문이다. IPV4는 총 32비트로 이루어져 있으며, 네트워크 부분과 호스트 부분으로 나누어져 있다.   예) 나. Protocol 번호 IP에서 사용하며, 8비트 상위계층 프로토콜 식별자. IP헤더 부분에 들어가며 상위 계층 즉 전송 계층에서 사용될 프로토콜을 정의 한다. 예) TCP(6), UDP(17) 가. IP 주소(IP Address) 32비트 주소, IP에서 사용. PC나 네트워킹 장비 인터페이스에 고유한 IP주소가 부여되며 현재 IPV4가 사용되고 앞으로는 IPV6 버전을 사용하게 된다. 이유는 현재 많은 IP 주소가 부족하기 때문이다. IPV4는 총 32비트로 이루어져 있으며, 네트워크 부분과 호스트 부분으로 나누어져 있다.   예) 나. Protocol 번호 IP에서 사용하며, 8비트 상위계층 프로토콜 식별자. IP헤더 부분에 들어가며 상위 계층 즉 전송 계층에서 사용될 프로토콜을 정의 한다. 예) TCP(6), UDP(17)

7 1 TCP/IP 주소의 종류 -1 1) TCP/IP 주소 기법
(4) Physical Address, Ethernet Type 번호 가. Physical Address MAC 주소(Media Access Control Address) 48비트 LAN카드 식별 번호, 하드웨어(물리)주소, 어댑터 (adaptor) 주소 예) fa:12:34:56:77:03 나. Ethernet type 번호 Ethernet LAN프로토콜에서 사용하며, 16비트 상위계층 프로토콜 식별자 예) IP 프로토콜 : 0x0800, ARP 프로토콜 : 0x0806 회사 식별 코드 회사 관리 코드

8 1 -1 TCP/IP 주소의 종류 2) TCP/IP에서 사용하는 주소의 종류 컴퓨터 식별 주소 서비스/프로토콜 식별주소
컴퓨터 내부 자원 식별 주소 가. 도메인네임(Domain Name) 5계층에서 사용하는 컴퓨터 식별 주소 예) ftp.netch.co.kr 나. IP 주소(IP address) 3계층에서 사용 예) 다. 물리주소(Physical address) 1,2계층에서 사용, 하드웨어주소, 비트 LAN카드 식별 번호, MAC 주소, 어댑터주소, 채널번호 예) fa:12:34:56:77:03 가. 포트 번호 4계층 서비스 식별 번호 나. Protocol 번호 3계층(IP 상위계층) 프로토콜 식별 번호 다. Ethernet type 번호 1•2계층(LAN 상위계층) 프로토콜 식별 번호 가. 주소 5계층, 사용자 이름(login name)과 도메인네임 식별 나. URL주소 5계층, 브라우저를 사용해 하이퍼텍스트 문서나 그 외의 다른 서비스를 이용하는 표준화된 주소 서비스를 사용하는 자원의 주소 식별

9 DNS 서비스를 이용하여 수신자 도메인 네임을 IP 주소로 변환 ARP를 이용하여 수신자 IP 주소를 물리주소로 변환
1 -2 사용자 데이터 전송 흐름 1) 사용자 데이터 전송 흐름 수신자 식별절차 DNS 서비스를 이용하여 수신자 도메인 네임을 IP 주소로 변환 ARP를 이용하여 수신자 IP 주소를 물리주소로 변환 Application Layer Transport Layer (TCP 헤더) Network Layer (IP 헤더) Network Access Layer (Frame 헤더) Message H Segment Packet Frame Bits 송신자 프로세스 안녕? 수신자 프로세스 Encapsulation / Decapsulation

10 1 사용자 데이터 전송 흐름 -2 2) 프로토콜 다중화/역다중화
하위계층에서 여러 상위 계층중 해당되는 상위계층 서비스/프로토콜을 식별할 수 있는 기술 예) 가. 포트 번호를 이용한 상위계층 식별 : 80번은 HTTP, 23번은 Telnet 서비스 나. 프로토콜번호를 이용한 상위계층 식별 : 6번은 TCP, 17번은 UDP 다. Ethernet type 번호를 이용한 상위계층 식별 : 0x0800은 IP, 0x0806은 ARP

11 1 사용자 데이터 전송 흐름 -2 2) 프로토콜 다중화/역다중화 주소 송신자 수신자 변환프로토콜
   주소               송신자                    수신자          변환프로토콜 도메인네    sender.netch.co.kr   recever.netch.co.kr        DNS IP 주소                                               MAC 주소    fa:01:02:34:11:12   fa:a1:02:34:11:78    ARP        port 번호                               7000 protocol 번호                              17 Ethernet type 0x0800                      0x0800 번호 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ ⑬ ① ‘안녕’이라는 문자열 전송 ② DNS 는 IP 주소가 라는 것을 알아냄 ⑤ ARP를 이용하여 LAN 카드번호를 알아냄 ⑥ 포트번호, 프로토콜번호, ethernet type 번호를 제어데이터에 포함 ⑧ 메시지 전송 ⑨ 먼저 ethernet type 번호를 IP에게, IP는 프로토콜번호를 보고 UDP에게, UDP는 포트 번호를 보고 수신자 프로세스(7000번 서비스)에게 전달 ⑬ 7000번 서비스는 ‘안녕’이라는 단어를 모니터에 출력

12 2 IP 주소 체계 -1 1) IP 주소의 정의 IP 주소란?
인터넷상에서 라우팅을 효율적으로 하기 위하여 물리적인 네트웍 주소와 일치하는 개념으로 부여된 32 비트의 주소가 IP 주소이다.IP 주소를 이용하면 네트웍상의 유일한 호스트를 식별하는 것뿐만 아니라, 호스트가 있는 네트웍를 식별할 수 있다. IP 주소는 클래스로 나뉘어 있으며 하나의 네트웍에서 모든 호스트는 동일한 prefix를 공유한다. IP 주소의 특징 32비트 주소 체계 바이트 단위로 나누어 4개의 10진수로 표시 범위는 에서 의 값을 가짐 현재는 IPv4가 사용되고 있으며 앞으로 IPv6(128비트) 체계로 변화됨

13 2 IP 주소 체계 -1 1) IP 주소의 정의 10.1.30.10 각 1바이트당 점이 찍힌 10진수 형식.
10진수 형식을 2진수로 표현 - 총 32비트로 구성 네트워크 부분과 호스트 부분으로 나뉨 - 32비트를 2진수로 변환하여 사용하며 32비트는 각각 8비트로 구성 - IP주소는 32비트 체계를 가지는 4개의 10진수로 표기 ~ 까지의 값을 가짐

14 2 IP 주소 체계 -1 + + + + + + + = 255 1) IP 주소의 정의 (2) 각 비트에 할당된 값
(2) 각 비트에 할당된 값 1 128 64 32 16 8 4 2 + + + + + + + = 255 - 각 1바이트당 최고 255까지 사용 1은 의미가 있으며, 0은 의미가 없음 각 비트에 1로 할당되어 있는 값을 모두 더하면 IP 하나의 옥텟의 10진수 값이 구해진다. 각 옥텟은 0 ~ 255까지의 범위를 갖는다.

15 2 IP 주소 체계 -1 + + + + + + + = 172 1) IP 주소의 정의 (3) 2진수에서 10진수로 변환
(3) 2진수에서 10진수로 변환 1 128 32 8 4 + + + + + + + = 172 (4) 10진수에서 2진수로 변환 1 172 16 10 31

16 2 IP 주소 체계 -1 1) IP 주소의 정의 (5) IP 주소의 관리
1. 국제 인터넷 정보센터 (InterNIC - 주로 대규모 네트워크 관리를 위한 A Class, B Class, C Class로 인터넷 주소를 관리하는 기관. 2. 한국 인터넷 정보센터(KRNIC – InterNIC에서 부여 받은 IP주소를 대한민국 내에서 혼용되지 않도록 인터넷 주소를 관리 하는 기관

17 2 -2 IP 주소 구조 1) 클래스 별 네트워크 범위 인터넷 설계자들은 네트워크의 규모의 따라 클래스 별로 분류를 하여 사용한다. 보다 효율적으로 관리를 하기 위해서이며 IP 주소는 5가지의 클래스 형식으로 분류한다. 네트워크 호스트 8Bit A Class B Class C Class Multicast D Class 연구용 E Class

18 2 IP 주소 구조 -2 1) 클래스 별 네트워크 범위 (1) 네트워크 어드레스 범위 A 클래스 1번째 비트는 0으로 시작
1 8Bit 127 네트워크 부분 호스트 부분 A 클래스로 사용할 수 있는 네트워크 범위는 0 ~ 127 실제 사용할수 있는 범위는 모든 비트가 0인것과 첫번째 비트를 제외한 나머지 비트가 1인것은 사용할수 없다. 실제 사용할수 있는 네트워크 범위는 1~126까지만 가능함

19 2 IP 주소 구조 -2 1) 클래스 별 네트워크 범위 (2) 네트워크 어드레스 범위 B 클래스
- 1번째 비트는 “on” 상태여야 함 - 2번째 비트는 “off”상태여야 함 1 N 8Bit 128 63 네트워크 부분 호스트 부분 - 1번째 바이트는 128 2번째 바이트는 63 , 두 숫자를 더하면 191 임 - B 클래스로 사용할 수 있는 네트워크 범위는 128~191

20 2 IP 주소 구조 -2 1) 클래스 별 네트워크 범위 (3) 네트워크 어드레스 범위 C 클래스
- 1번째 비트와 2번째 비트는 항상 “on” 상태여야 함 - 3번째 비트는 항상 “off”상태여야 함 1 8Bit 192 N 31 네트워크 부분 호스트 부분 C 클래스는 총 24비트가 네트워크 부분으로 사용을 한다.

21 2 -2 IP 주소 구조 1) 클래스 별 네트워크 범위 (4) 사설 IP 주소 (IP address for Unconnected Network) 사설IP 주소(IP address for Unconnected Network) 지역내의 컴퓨터끼리 네트워크를 구성하여 상호 사용할 수는 있지만, 인터넷에 직접적으로 연결되지 않은 네트워크를 위한 주소 공간은 다음과 같다.  - 한 개의 Class A Network  - 16개의 Class B Network ∼  - 256개의 Class C Network ∼ #참고로 한 개의 class A Network( )은 어느 누구도 보유하고 있지 않다.

22 2 IP 주소 구조 -2 네트워크 ID 의 갯수: 2^7-2=126 호스트 ID 의 갯수 : 2^24-2=16,777,224
(1) A클래스 네트워크 ID와 호스트 ID N H 8Bit Network Host 네트워크 부분 호스트 부분 네트워크 ID 의 갯수: 2^7-2=126 호스트 ID 의 갯수 : 2^24-2=16,777,224

23 2 IP 주소 구조 -2 네트워크 ID의 개수 : 2^14-2=16,384 호스트 ID의 개수 : 2^16-2=65,534
(2) B클래스 네트워크 ID와 호스트 ID 1 N 8Bit Network Host H 네트워크 부분 호스트 부분 네트워크 ID의 개수 : 2^14-2=16,384 호스트 ID의 개수 : 2^16-2=65,534

24 2 IP 주소 구조 -2 네트워크 ID: 2^21-2=2,097,150 호스트 ID: 2^8-2=254
(3) C클래스 네트워크 ID와 호스트 ID 1 N 8Bit Network Host H 네트워크 부분 호스트 부분 네트워크 ID: 2^21-2=2,097,150 호스트 ID: 2^8-2=254

25 2 특수 주소의 종류 -3 1) 특수 주소 (1) 네트워크 주소
호스트의 모든 비트가 “0”( )인 것을 의미한다. 이것은 기본적으로 설정 경로를 위해서 이미 지정되어 있어 사용을 할 수 없다. A B

26 2 특수 주소의 종류 -3 1) 특수 주소 (2) 브로드캐스트 주소
브로드캐스트 주소란 일반적으로 모든 사용자에게 전송을 한다는 의미이다.. Directed Broadcast 단일 브로드캐스트를 위한 네트워크

27 2 특수 주소의 종류 -3 1) 특수 주소 (3) 멀티캐스트 주소
멀티 캐스트 주소는 여러 사용자들(어떠한 그룹)한테 한번에 데이터를 전송할때 사용되는 주소이다. 멀티 캐스트 A 그룹 B 그룹 멀티 캐스트를 위한 네트워크

28 2 특수 주소의 종류 -3 1) 특수 주소 (4) 유니 캐스트 주소
하나의 송신자가 다른 하나의 수신자에게 데이터를 전송하는 방식이다. 유니 캐스트 A 그룹 B 그룹 유니 캐스트를 위한 네트워크

29 2 특수 주소의 종류 -3 1) 특수 주소 (5) 로컬 브로드캐스트
다른 지역으로 전송을 할 때 사용하는 브로드캐스트 주소로서 대표적으로 라우팅 프로토콜 업데이트시 주로 사용이 된다. 로컬 네트워크 브로드캐스트 로컬 브로드캐스트를 위한 네트워크

30 2 특수 주소의 종류 -3 1) 특수 주소 (6) 루프백 IP 주소
C:\>ping Pinging with 32 bytes of data: Reply from : bytes=32 time<10ms TTL=128 Ping statistics for : Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss), Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms C:\> 루프백 IP 주소를 이용한 Ping 테스트

31 2 특수 주소의 종류 -3 IP Next Generation = IP version 6 2) IPv6 (1) IPv4의 문제점
- 사용가능 한 Address의 부족 - 경로제어정보 (Routing Table)의 급증 이러한 문제점에 잠정적 대응과 근본적 해결 방안으로 정리할 수 있다. - 잠정적 대응 A) “Address”의 부족  NAT B) “Routing Table”의 급증  CIDR - 근본적인 해결책 “Address”의 부족 & “Routing Table”의 급증  IPv6로 양자를 모두 해결 Application Layer IP Next Generation = IP version 6 IPv4 IPv6 Physical Layer IPv6는 선택이 아니며, 언제 어떻게 도입(이행)해야 하는 가의 필수 조건 - IPv4에서의 기술적운용에 대한 한계에 직면 - IPv6에 의한 새로운 비즈니스 창출에 대한 기대와 요구의 증폭

32 2 특수 주소의 종류 -3 2) IPv6 (1) IPv4와 IPv6 비교 구분 IPv4 IPv6 주소 길이 32비트 128비트
표시 방법 8비트씩 4부분으로 나눠 10진수로 표시 예) 16비트씩 8부분으로 나눠 16진수로 표시 예) 0001:0230:abcd:ffff:0000:0000:ffff:1111 개수 약 43억개 약<43억×43억×43억×43억>개(거의 무한대) 품질 제어 베스트 에퍼트 방식으로 품질 보장이 곤란 (타입이나 서비스에 대한 QoS 일부지원) 등급별, 서비스별로 패킷을 구분할 수 있어 품질보장이 용이 (트래픽 클래스, 플로우 레벨에 의한 QoS지원) 보안 기능 IPsec 프로토콜 별도 설치 확장기능에서 기본으로 제공 모바일IP 상당히 곤란(비효율적) 용이(효율적) 웹 캐스팅 곤란 용이(스코프 필드 증가)

33 3 서브넷(Subnet) 1) 서브넷 마스크(Subnet Mask) (1) 서브넷?
하나의 네트워크는 여러 개의 작은 네트워크로 분리할 수 있는데, 이때 분리된 작은 네트워크 - 32비트 IP주소 중에 네트워크 비트들의 위치를 알려주는 비트 열을 서브넷 마스크라고 함. - 네트워크 비트의 위치는 1로 표시하며, 호스트 비트의 위치는 0으로 표시. - 서브넷을 만들지 않은 경우는 네트워크마스크라고도 하며, 이때는 클래스 별로 원래 할당된 네트워크 비트 부분만 1로 표시. (2) 서브넷 마스크 Subnet Mask는 IP Address의 32bit중 첫번째 bit에서 몇번째 bit까지를 Network Address로 할 것인지를 알려주는 역할 Subnet Mask는 IP Address와 마찬가지로 32bit로 이루어져 있다. Subnet Mask의 bit열이 1인 경우 해당 IP Address의 bit열은 Network Address 부분으로 간주되고, Subnet Mask의 bit열이 0인 경우 해당 IP Address의 bit열은 Host Address 부분으로 간주된다.  Class A IP Address는 기본적으로 앞부분에서부터8개, Class B IP Address는 16개, Class C IP Address는 24개 bit가 1로 채워진 default Subnet Mask를 갖는다.

34 3 서브넷(Subnet) 1) 서브넷 마스크(Subnet Mask) (3) A 클래스의 서브넷 마스크
1 8Bit IP 주소: 서브넷 마스크 : 10

35 3 서브넷(Subnet) 1) 서브넷 마스크(Subnet Mask) (4) B 클래스의 서브넷 마스크 1 8Bit
8Bit IP 주소: 서브넷 마스크 : 172 16

36 3 서브넷(Subnet) 1) 서브넷 마스크(Subnet Mask) (5) C 클래스의 서브넷 마스크 1 8Bit
8Bit IP 주소: 서브넷 마스크 : 192 168 10

37 3 서브넷(Subnet) 2) 서브네팅 (1) 서브네팅의 장점 - 효과적인 IP Addressing
Subnetting이라는 것은 Class A 혹은 Class B 혹은 Class C IP Address를 쪼개어 이용하는 것으로 Subnetting을 할 경우IP Network Address 하나만으로도 여러개의 네트웍을 구성할 수 있다는 장점이 있다 - 네트워크 트래픽의 감소 공간이 크면 그만큼 에너지 소비량도 크게 된다. 이와 마찬가지로 네트워크가 크면 그만큼 트래픽이 많이 발생하게 되는데 이러한 문제점을 해결하기 위해서 서브넷팅을 사용한다. - 장애처리 효율성 하나의 큰 네트워크로 구성이 되어 있으면, 장애 발생시 많은 문제점이 일어나지만, 작은 규모로 서로 연결된 네트워크에서는 문제 발생시 쉽게 장애 처리를 할 수가 있다.

38 3 서브넷(Subnet) -1 2) 서브네팅 (2) 서브네팅의 예
- 서브넷 마스크란 단어 의미대로 무언가를 가리는 것이다. - 여기에서 사용되는 서브넷 마스크는 네트워크 부분과 호스트 부분을 서로 구별하기 위한 것이다. IP 주소 : 서브넷 마스크 : 8Bit Subnetting 1 IP 주소 서브넷 마스크 서브넷

39 3 서브넷(Subnet) 2) 서브네팅 (2) 서브네팅의 예 IP 주소 서브넷 마스크 서브넷 브로드캐스트
서브넷 주소: 호스트 범위: ~ 브로드캐스트 : IP 주소 : 서브넷 마스크 : 1 8Bit Subnetting 4Bit 172 16 10 240 15 IP 주소 서브넷 마스크 서브넷 브로드캐스트

40 3 서브넷(Subnet) 2) 서브네팅 (2) 서브네팅의 예 IP 주소 서브넷 마스크 서브넷 브로드캐스트
서브넷 주소: 호스트 주소: ~ 브로드캐스트: IP 주소 : 서브넷 마스크 : 1 8Bit 172 16 2 Subnetting IP 주소 서브넷 마스크 서브넷 브로드캐스트

41 3 서브넷(Subnet) 2) 서브네팅 (3) C 클래스의 서브네팅 마스킹 표 호스트 8비트 서브넷 마스크 네트워크번호
네트워크 수 호스트 수 (호스트 주소)        ( 0 ) 2^0 = 1 2^8 - 2 = 254 ( 1 ~ 254 )    ( 128 ) 0 128 2^1 = 2  2^7 - 2 = 126 ( 1 ~ 126 ) ( 129 ~ 254 )    ( 192 ) 2^2 = 4 2^6 - 2 = 62 ( 1 ~ 62) ( 65 ~ 126 )  ( 129 ~ 190 ) ( 193 ~ 254 ) |    ( 224 ) 0 32 | 2^3 = 8 2^5 -2 = 30  ( 1 ~ 30 ) ( 33 ~ 62 ) | ( 193 ~ 222 ) ( 225 ~ 254 ) |    ( 240 ) 0 16 | 2^4 = 16 2^4 -2 = 14  ( 1 ~ 14 ) ( 17 ~ 30 ) ( 225 ~ 238 ) ( 241 ~ 254 )       |    ( 248 ) 0 8 | 248 2^5 = 32 2^3 - 2 = 6   ( 1 ~ 6 ) ( 9 ~ 14 ) | ( 249 ~ 254 )     |    ( 252 ) 0 4  | 252 2^6 = 64 2^2 - 2 = 2   ( 1 ~ 2 ) ( 5 ~ 6 )  | ( 253 ~ 254 )