[하루 3분 네트워크] - 주소와 경로, 라우터, 디폴트 게이트웨이

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iOS를 공부하면서 배운 내용을 기록하고 있습니다.

이전 글: [하루 3분 네트워크] - DHCP, ARP, DNS (21/04/01)

 

현재 저는 한 챕터 단위로 공부를 하고, 챕터안에서 3개의 회씩 나누어서 정리를 하고 있는데

이번 챕터는 3계층에 관련한 전반적인 지식입니다.

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오늘 배운 내용 : 주소와 경로, 라우터, 디폴트 게이트웨이

배우는 내용들이 흥미롭기는 한데, 아무리 생각해도 iOS 면접에서는 안나올 것 같다....

하지만 개발자라면 필수적으로 알아야하는 상식이라고 생각하고  차분하게 숙지해야겠다.

 

스스로 질문해보기💡

스스로 질문해보면서 배운내용을 상기해보고, 기억나지 않는 부분은 다시 정리해보아요~

 

IP 데이터그램은 최적 경로를 따라 이동하면서 캡슐화와 de-캡슐화를 반복합니다. 그 과정에서 수신처의 IP 주소는 변경되지 않지만, MAC 주소는 항상 변경됩니다. 이 헤더에서 MAC 주소는 어떤 주소인가요?

 

최종 수신처까지의 경로는 어떻게 만들어지는 것인지 설명해주세요. 전체 경로가 일시적으로 만들어지나요?

 

호스트가 다른 네트워크에 데이터를 전송하기위해 필수적인 조건이 한 가지 있습니다. 어떤 것인가요?

 

컴퓨터가 지정한 라우터를 다른 용어로 어떻게 표현하나요?

 

라우터에 대해서 설명해주세요. ( 역할, 설치되는 위치, 특징 등 )

 

라우팅 테이블에 대해서 설명해주세요. ( 왜 필요한지? 어떤 시점에 사용하는지 ? 어떻게 정보를 구성하고 있는지? )

 

IP 데이터그램 을 받은 라우터는, 헤더의 수신처 IP 주소를 라우팅 테이블 리스트에 매칭되는 항목으로 다음 경로를 정합니다. 어떤 기준을 가지고 IP 주소와 테이블을 매칭하는지 알고 계신가요?

 

브로드캐스트 도메인이란 어떤 것인가요?

 

네트워크를 여러 개로 구분한 이유 중 하나는 브로드캐스트와 관련된 것인데, 혹시 이것에 대해 설명해주실 수 있나요?

 

ARP 의 작동방식에 대해서 알고 계신가요? 호스트가 다른 네트워크에 ARP 를 어떻게 전송할 수 있을까요?

 

디폴트 게이트웨이에 대해서 설명해주세요. ( 개념, 필요한 이유 등)

 

호스트가 디폴트 게이트웨이에 IP데이터그램을 보내는 과정을 설명해주세요.

 

정적 라우팅에 대해서 설명해주세요. 어떤 문제점을 가지고 있나요?

 

동적 라우팅에 대해서 설명해주세요. 어떤 문제점을 가지고 있나요?

 

컨버전스에 대해서 설명해주세요.

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👇🏻👇🏻👇🏻 답은 더보기에 

 

 

IP 데이터그램은 최적 경로를 따라 이동하면서 캡슐화와 de-캡슐화를 반복합니다. 그 과정에서 수신처의 IP 주소는 변경되지 않지만, MAC 주소는 항상 변경됩니다. 이 헤더에서 MAC 주소는 어떤 주소인가요?

- 최종 수신처에 도착하기전, IP데이터그램의 헤더에 담겨있는 MAC 주소는 다음 경로상의 라우터의 주소입니다.

 

최종 수신처까지의 경로는 어떻게 만들어지는 것인지 설명해주세요. 전체 경로가 일시적으로 만들어지나요?

- '홉 바이 홉' 방식으로 라우터가 최적경로 상의 다음 라우터까지의 경로를 지정해줍니다.

- 최적 경로의 계산은 라우팅 테이블을 통해서 합니다.

- 전체 경로는 일시에 만들어지지 않습니다. 위 과정의 반복으로 전체 경로가 완성됩니다.

 

호스트가 다른 네트워크에 데이터를 전송하기위해 필수적인 조건이 한 가지 있습니다. 어떤 것인가요?

- 호스트는 반드시 라우터를 통해서 다른 네트워크에 데이터 송수신을 할 수 있습니다.

 

컴퓨터가 지정한 라우터를 다른 용어로 어떻게 표현하나요?

- 디폴트 게이트웨이 입니다.

 

라우터에 대해서 설명해주세요. ( 역할, 설치되는 위치, 특징 등 )

- 라우터는 네트워크의 경계에 위치하여, 네트워크를 구분하는 기준이 됩니다.

- 서로 다른 네트워크간의 데이터 통신( 이것을 인터넷 작업이라고 함) 이 주 목적입니다.

- 특징으로는 라우터 한 개에 다수의 인터페이스를 가지고 있을수 있고, 인터페이스마다 논리주소를 한개씩 가지고 있다는 것입니다. 이것은 인터페이스가 네트워크에 연결되거나, 회선에 연결되는 여부에는 관계 없이 동일합니다.

 

라우팅 테이블에 대해서 설명해주세요. ( 왜 필요한지? 어떤 시점에 사용하는지 ? 어떻게 정보를 구성하고 있는지? )

- 라우터가 관리하는 테이블입니다. 최적 경로를 결정하기 위해서 사용합니다. ( = 라우팅을 위해 사용합니다. )

- 네트워크 주소, 다음 중계지점 (라우터), 송신 인터페이스 ( 다음 라우터와 연결되어있는 인터페이스), 메트릭 으로 구성되어 있습니다.

 

IP 데이터그램 을 받은 라우터는, 헤더의 수신처 IP 주소를 라우팅 테이블 리스트에 매칭되는 항목으로 다음 경로를 정합니다. 어떤 기준을 가지고 IP 주소와 테이블을 매칭하는지 알고 계신가요?

- 롱거스트 매치 (Longest Match) 방식으로 수신처 IP 주소와 라우팅 테이블 네트워크과 매칭합니다.

- 롱거스트 매치란 우선 프리픽스 길이 ( CIDR ) 까지 주소가 모두 매칭되는 항목 중에, 프리픽스 길이가 가장 긴 항목을 수신처 네트워크로 결정하는 방식입니다.

 

브로드캐스트 도메인이란 어떤 것인가요?

- 한 호스트가 전달한 브로드캐스트가 닿는 영역입니다.

- 브로드캐스트는 같은 네트워크 밖으로 전송되지 않습니다. 라우터가 이것을 막기 때문입니다.

- 라우터에 의해 구분되는 영역이므로 네트워크 = 브로드캐스트 도메인으로 봐도 무리가 없습니다.

 

네트워크를 여러 개로 구분한 이유 중 하나는 브로드캐스트와 관련된 것인데, 혹시 이것에 대해 설명해주실 수 있나요?

- 네트워크가 크면 클수록 많은 호스트들이 존재하고, 이것들이 보내는 브로드캐스트 메시지를 모든 호스트가 전부 처리해야합니다. 많은 호스트들 = 많은 브로드캐스팅 이기 때문입니다. 이 부하를 줄이기 위해서 네트워크를 더 작은 단위로 구분하게 되었습니다.

 

ARP 의 작동방식에 대해서 알고 계신가요? 호스트가 다른 네트워크에 ARP 를 어떻게 전송할 수 있을까요?

-  ARP 는 음... ARP 동작방식이 정확하게 기억나지 않는다. 왜 브로드캐스트를 하는지? 같은 네트워크이면 그냥 보내면 안되나? 했더니 데이터 송신에는 4개의 주소가 필요하다고 떠오름. MAC 주소가 없으므로 유니캐스트가 불가능함.

다른 네트워크일 경우 브로드캐스트하면 라우터에 막히기 때문에 디폴트 게이트웨이 IP주소를 가지고 ARP 요청을 날림. MAC 주소를 얻고 완성된 데이터그램을 디폴트게이트웨이에 보냄. 라우터는 라우팅을 시작함 ( 다음 중계 라우터나 인접한 네트워크면 그곳으로 전달 ) 

 

디폴트 게이트웨이에 대해서 설명해주세요. ( 개념, 필요한 이유 등)

- 호스트가 다음 수신처로 지정한 라우터입니다.

- 호스트는 송신처 IP가 다른 네트워크에 있다는 것을 확인하고, ARP 테이블에 없을때 ARP 요청을 보내 수신처 MAC 주소를 얻습니다. 다른 네트워크로 송신되는 데이터 그램의 수신처의 첫번째 MAC 주소는 디폴트 게이트웨이의 주소입니다.

 

호스트가 디폴트 게이트웨이에 IP데이터그램을 보내는 과정을 설명해주세요.

1.  컴퓨터가 최종 수신처 IP 를 결정합니다.

2. 최종 수신처가 동일 네트워크에 있는지 아닌지 확인합니다.

3. 동일 네트워크에 있다면 해당 호스트로 ARP 요청을 보냅니다.

4. 다른 네트워크에 있다면 디폴트 게이트웨이에 ARP 요청을 보냅니다.

 

- (추가 질문) 호스트는 디폴트 게이트웨이의 주소를 어떻게 알고 요청을 보낼까요?

바로 DHCP 를 통해 호스트는 자신의 디폴트 게이트웨이 주소를 알고 있습니다.

이 내용은 DHCP 서버로 부터오는 메시지 옵션 항목에 존재합니다.

 

(사전 지식: 라우터는 최적 경로를 어떻게 알아낼까?)

- 라우터는 직간접적으로 연결되어 있는 모든 네트워트의 경로를 알아야 합니다.

 

정적 라우팅에 대해서 설명해주세요. 어떤 문제점을 가지고 있나요?

- 라우팅 테이블의 경로를 수동으로 지정해 놓는 것입니다.

- 관리자가 직접 매번 업데이트 해주어야 합니다.

- 라우터 및 네트워크 상황을 실시간 반영하지 못하면, 우회로 문제가 생깁니다.

- 우회로 문제란, 어떤 라우터가 일시적 장애로 작동하지 않는데 경로를 우회하지 못해 발생하는 문제입니다.

 

동적 라우팅에 대해서 설명해주세요. 어떤 문제점을 가지고 있나요?

- 라우터끼리 자동으로 서로 정보를 교환하여 경로를 업데이트합니다.

- 문제점으로는 라우터끼리 정보를 교환 (데이터 전송) 하므로 회선에 부담이 됩니다.

- 조사한 정보를 가지고 최적의 경로를 계산해야 하므로 라우터 스스로가 처리능력이 필요합니다.

- 그리고 컨버전스가 보장되어야합니다.

 

컨버전스에 대해서 설명해주세요.

- 모든 라우터가 동일한 경로 정보를 가지고 있는 것입니다.

 

 

 

끝!

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