04.05_네트워크기초_OSI7 Layer

## TCP/IP Model(= DoD Model)과 OSI 7 Layer Model ##

[1. TCP/IP Model]

=> 인터넷 표준 Protocol인 TCP/IP의 Model.

=> DoD 4계층 Model이라고 표현하기도 한다.

=> 실제 우리가 사용하는 Protocol에 대한 모델이다.

[2.OSI 7 Layer Model]

=> Reference Model(참조 모델)

=> ISO(국제 표준화 기구)에서 발표한 모델.

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** OSI 7 Layer Model **

- 상위 계층 : Application -

7계층 : Application

6계층 : Presentation

5계층 : Session

- 하위 계층 : Data -Flow -

4계층 : Transport

3계층 : Network

2계층 : Data-Link

1계층 : Physical

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- Layer 4 : Transport(전송) -

1. L4 역할

=> Port 번호를 사용하여 Service 식별

=> TCP의 경우 Segmentation , Flow-Control, Error-Control..

2. L4 Protocol

1. TCP : 연결 지향성, 신뢰성, Segmentation(단편화) 수행

2. UDP : 비연결 지향성, 비 신뢰성, Segmentation 수행 x

3. L4 정보 =>  Port 번호(서비스 식별자) - 범위 : 0 ~65,535

1. Well-known : 0 ~ 1,023

2. Registered : 1,024 ~ 49,151

3. Dynamic : 49,152 ~ 65,535 ->주로 출발지 포트번호로 사용된다.

4. L4 PDU(Protocol Data Unit)

1. TCP 헤더 + DATA => Segment

2. UDP 헤더 + DATA => Datagram

5. L4 Device

=>L4 Switch

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- Layer 3 : Network -

1. L3 역할

=> ‘Logical Address’ 를 사용하여 서로다른 Network 사이에서 트래픽 전송을 담당.

=> L3 Device (ex, Router)는 자신이 수신한 Packet의 ‘목적지 IP 주소 ‘ 와 자신의 주소록인 ‘Routing Table’ 을 비교하여 ‘Best Path(최적 경로)’를 선택하여 전송한다.

-> 위와 같은 동작을 ‘Routing’이라고 한다.

2. L3 Protocol

=>IPv4/IPv6(**), IPX, Apple talk, CLNP…

3. L3 정보

=> Logical(논리적 주소)

-> IPv4 프로토콜을 사용하는 경우  IPv4 주소.

-> IPv6 프로토콜을 사용하는 경우  IPv6 주소.

-> IPX 프로토콜을 사용하는 경우 IPX 주소.

…...

4. L3 PDU(Protocol Data Unit)

-> IP 헤더 + L4 헤더 + DATA -> Packet(=IP Datagram)

5. L3 Device

=>Router, L3 Switch

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** IP(Internet Protocol) Address **

1) IPv4

=> 32bit => 2^32 = 약 42억 9천만게

=> 인간이 이해하기 편하게 8bit( = 1 octet) 씩 구분하여

     10진수로 변환하여 표현한다.

00000000.00000000.00000000.00000000 (0.0.0.0)

     ~

11111111.11111111.11111111.11111111 (255.255.255.255)

=> IP Address = [Network ID] + [Host ID]

<ex, 교실 이름 + 학생 번호 비유>

=> 만약 [211.100.7.5]라는 IP주소를 확인하였다.

    이 경우 어디까지가 Network ID이고, 어디부터가 Host ID인가?

=>  다음과 같이 2가지 방식으로 구분이 가능하다.

1. classful 방식

->IP 주소의 첫번째 Octet을 보고 Network ID범위를 구분한다.

1)class A(0~127) = > 앞의 8bit까지 Network ID, 뒤의 24bit는 Host ID.

Class A 대역을 할당받게 되면 , 2^24-2개의 ID 주소를 사용할 수 있다. (16.777.214개)

2)class B(128~191) = >앞의 16bit까지 Network ID, 뒤의 16bit는 Host ID.

 Class A 대역을 할당받게 되면 , 2^16-2개의 ID 주소를 사용할         

 수 있다.(65.534개)

3)class C(192~223) = > 앞의 24bit까지 Network ID, 뒤의 8bit는 Host ID.

  Class A 대역을 할당받게 되면 , 2^8-2개의 ID 주소를 사용할

  수 있다.(254개)

4)class D(224~239) => Multicast 주소 예약.

5)class E(240~255)=> 연구용 주소 / Broadcast.

2. classless방식

->기존 Classful방식은 오늘날 사용되지 않는다.

   이유는? IP 주소의 낭비가 심하기 때문이다.

-> 결과적으로 오늘날에는 Classful 네트워크를 필요한 크기로

   쪼개어 사용하거나 혹은 묶어서 사용할 수 있는 ‘Classless’

   방식을 사용한다.

** Subnetting **

-> Classful 네트워크를 요구조건에 따라서 쪼개는 것을 의미.

  다음 공식에 따라서 Subnetting 수행한다.

1. Network 숫자가 조건인 경우

2^n >= 조건

n개 만큼 Host 필드의 왼쪽(->)부터 잘라서 network

ID 범위로 넘겨준다.

2. 사용할 Host 숫자가 조건인 경우

2^n - 2 >= 조건

n개 만큼 Host 필드의 오른쪽(<-)부터 잘라서 network

ID 범위로 넘겨준다.

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ex 1> [211.100.10.0] 네트워크 대역을 2개의 네트워크로 subnetting 하시오.

2^n >= 2

n=1

     (25bit)        (7bit)

     Net ID        Host

←-------------> | ←--------->

211.100.10.|1 | 0000000

===================

211.100.10.|0 | 0000000 -> 211.100.10.0 ~ 211.100.10.127(1~126)

211.100.10.|1 | 0000000 -> 211.100.10.128 ~ 211.100.10.255 (129~254)

1)subnet의 갯수는? 2개( 쪼갠 갯수)

2)각 subnet당 할당 가능한 IP 주소의 갯수는? 2^7-2=126개

3)Subnet mask는? 11111111.11111111.11111111.10000000 ( 255.255.255.128)

=> Subnetting을 수행한 관리자의 경우 각 Ip주소가 어떤 Subnet에 할당되어 있는지 구분이 가능하고, 몇 bit까지가 Network ID인지 확인이 가능하다.

하지만 Device의 경우 특정 IP주소가 어떤 Subnet에 포함되어 있고, 또 몇 bit까지가 network ID인지 확인이 불가능하다.

때문에 관리자가 Subnet mask를 IP 주소와 같이 입력하여 몇 bit까지가 Network ID인지 알려줘야 한다!!

Subnet mask는 Network ID 자리에 숫자 ‘1’을 채우고, Host ID 자리에 숫자 ‘0’을 채운것이다.

IP가 할당된 장비는 자신의 IP주소와 Subnet mask를 AND 연산하여 Network ID를 구할 수 있다.

IP주소    => 211.100.10.200 => 11010011.01100100.00001010.11001000

& Subnet mask  => 255.255.255.128 => 11111111.11111111.11111111.10000000

   =============================

    AND->11010011.01100100.00001010.10000000

    (211.100.10.128)

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Ex 2> [211.100.10.0] 네트워크 대역을 60명의 사용자가 사용하기

      적당한 크기로 Subnetting 하시오.

2^n - 2 >= 60

      n = 6

   (26bit)    (6bit)

   Net ID      Host

<------------>|<---->

211.100.10.|00|000000

=====================

211.100.10.|00|000000 =>   211.100.10.0 -  211.100.10.63   (1-62)

211.100.10.|01|000000 =>  211.100.10.64 - 211.100.10.127  (65-126)

211.100.10.|10|000000 => 211.100.10.128 - 211.100.10.191 (129-190)

211.100.10.|11|000000 => 211.100.10.192 - 211.100.10.255 (193-254)

   1) Subnet의 갯수는? 4개

   2) 각 Subnet 당 할당 가능한 IP 주소의 갯수는? 2^6-2 = 62개

   3) Subnet mask는? 11111111.11111111.11111111.11000000 (255.255.255.192)

   4) Prefix는? /26