정보시스템감리사 빈출 토픽 - 네트워크 주소

시스템구조 토픽 중 네트워크 주소, CRC, BGP4, PPP에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

---

네트워크 주소

네트워크 주소(Network address)는 통신 네트워크의 노드나 호스트에 대한 식별자입니다. 네트워크 주소는 네트워크 전체에서 고유 식별자가 되도록 설계되었지만, 일부 네트워크에서는 로컬 사설망 주소 또는 고유하지 않을 수 있는 관리 주소를 허용합니다. 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터 자원을 구분하기 위한 고유한 주소로, IP 주소라고도 불립니다. 

 

IP(Internet Protocol Address) 주소

IP주소는 네트워크 ID와 호스트 ID로 나눌 수 있는데, 네트워크 ID는 같은 네트워크 상에 있는 장치를 구분하고, 호스트 ID는 해당 네트워크에 속한 사용자에게 부여하는 고유한 번호입니다. 같은 네트워크 ID를 가진 장치들은 서로 자유롭게 통신이 가능하고, IP 주소는 네트워크 부분의 길이에 따라 A 클래스에서 E 클래스까지 총 5단계로 구성되어 있고, 네트워크 주소를 제외하고 나머지 호스트 ID로 해당 네트워크에서 몇 개의 IP가 만들어질 수 있는지 결정하게 됩니다.

 

서브넷(Subnet)

서브넷은 네트워크 주소를 다시 여러 개의 작은 네트워크로 나누어 사용하는데 이를 위해 서브넷 마스크라는 비트가 사용되며, 이는 IP 주소체계의 Network ID와 Host Id를 분리하는 역할을 합니다. 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소를 제외한 호스트 개수를 구하려면, 서브넷마스크를 이진수로 바꾼 후, 호스트 개수를 구한 후 2를 빼면 됩니다.

 

예를 들어 IP주소가 192.168.1.1이고 서브넷 마스크가 255.255.255.0인 경우를 생각해 보면 서브넷 마스크는 이진수로 11111111.11111111.11111111.00000000으로 표현됩니다. 이는 IP 주소의 처음 세 개의 숫자 세트(192.168.1)가 네트워크 주소를 나타내고, 마지막 숫자 세트(1)가 호스트 주소를 나타낸다는 것을 의미합니다. 이 네트워크에서 가능한 호스트 주소의 범위는 192.168.1.1에서 192.168.1.254까지입니다. 192.168.1.0은 네트워크 주소로 사용되면, 192.168.1.255는 브로드캐스트 주소로 사용됩니다. 따라서 이 서브넷에는 2개의 IP를 제외한 총 254개의 호스트 주소를 사용 가능합니다.

 

또 다른 예를 들어 보겠습니다. 206.17.38.36/28이라고 하면, IP 주소는 206.17.38.36이고, /28은 서비넷 마스크의 길이를 나타냅니다. /28은 서브넷 마스크가 28 비트라는 것을 의미하며, 이는 IP 주소의 처음 28비트가 네트워크 주소를 나머지 4비트가 호스트 주소를 식별하는 데 사용된다는 것을 뜻합니다. 이를 통해 해당 서브넷에는 최대 16개(2의 4승)의 IP 주소를 가질 수 있는데, 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소를 위해 2개의 주소가 예약되어 있으므로 실제 사용할 수 있는 호스트 주소는 14개입니다. 즉, /28의 의미는 서브넷 마스크가 11111111.11111111.11111111.11110000 임을 의미하며 10진수로 255.255.255.240입니다. 네트워크 주소를 나태 내는 비트가 28개이고, 호스트 주소를 나타내는 비트가 4개인 서브넷을 의미합니다. 

 

좀 더 쉽게 설명하면, 206.17.38.36의 마지막 숫자 세트인 36을 이진수로 변환하면 00100100 이 되고, 여기서 상위 4비트는 0010이고, 10진수 2입니다. 따라서 서브넷의 네트워크 주소는 206.17.38.32가 됩니다. 마지막 숫자 세트의 하위 4비트는 호스트 주소를 나타내며, 이 범위는 0000(0)에서 1111(15)까지입니다. 그러나 0000은 네트워크 주소로 1111은 브로드캐스트 주소로 사용되므로, 실제로 사용가능한 호스트 주소 범위는 0001(1)에서 1110(14)입니다. 이를 10진수로 변환하면, 이 서브넷에서 사용 가능한 호스트 주소의 범위는 206.17.38.33에서 206.17.38.46까지입니다. 따라서 206.17.38.36/28은 206.17.38.32부터 206.17.38.47까지의 IP주소 범위를 가진 네트워크에서 206.17.38.36이라는 호스트를 나타냅니다.

---

 

CRC

순환 중복 검사(CRC, Cyclic Redundancy Check)는 데이터를 전송할 때 전송된 데이터에 오류가 있는지 확인하기 위한 체크값을 결정하는 방식입니다. 데이터를 전송하기 전에 주어진 데이터의 값에 따라 CRC 값을 계산하여 데이터에 붙여 전송하고, 데이터 전송이 끝난 후 받은 데이터의 값으로 다시 CRC 값을 계산하게 됩니다. 이어서 두 값을 비교하고, 이 두 값이 다르면 데이터 전송 과정에서 잡음 등에 의해 오류가 덧붙여 전송된 것임을 알 수 있게 됩니다. 특정한 CRC는 사용되는 다항식으로 정의하며, n비트 CRC를 만드는 데는 꼴의 n차 다항식이 필요한데, (n+1) 비트 문자열로 나타낼 수 있지만, 차수가 가장 높은 x^n 항의 계수는 항상 1이기 때문에 이 항을 빼고 n비트 문자열로 나타낼 수 있습니다.

 

예를 들어 생성다항식 : x^16 + x^12 + x^5 + 1식에 대응하는 비트를 구하면 해당 항의 계수가 1인 항의 차수를 이진수 비트열로 표현했을 때 1의 값을 갖습니다. 이는 다항식의 각 항이 x의 거듭제곱 형태로 표현되며, 계수가 1일 경우 차수의 비트를 1로, 계수가 0일 경우 해당 차수의 비트를 0으로 설정하는 방식입니다. 따라서 해당하는 비트만 1로 설정하면 되는데  1 0001 0000 0010 0001 됩니다.

---

 

BGP4

BGP4(Border Gateway Protoco Version 4)는 인터넷에서 주 경로 지정을 담당하는 프로토콜입니다. 이 프로토콜은 목적지까지 경유하는 자율 시스템(Autonomus System)중 라우팅 및 자율 시스템의 순서를 전송하기 위해 설계되었는데, BGP4는 두 가지 유형의 라우팅을 수행합니다. 하나는 인터-AS 라우팅과 인트라-AS 라우팅인데, 이 프로토콜은 AS 간의 연결 그래프를 구성하는데 충분한 정보를 제공하며, 이를 통해 라우팅 루프를 제거하고 AS 수준에서 일부 정책 결정을 집행할 수 있습니다. 자신의 BGP 정보를 상대방에게 알려주기 위해서는 Notification 메시지를 사용하지 않고, Update 메시지를 사용합니다. TCP 기반이며, 기본포트는 179번입니다.

 

예를 들어보면 우리가 여행을 계획하고, 한 도시에서 다른 도시로 가는 가장 효율적인 길을 찾아야 한다고 생각해 봅시다. 이를 위해서는 각 도시의 위치, 도로의 상태, 교통량 등 여러 요소를 고려해야 합니다. 이러한 정보를 가지고 최적의 경로를 계획하는 것이 BGP4가 하는 일이라고 보면 됩니다.

---

PPP

PPP(Point-to-Protocol)는 네트워크 통신에서 두 지점 간의 직접 연결을 위한 프로토콜입니다. 예를 들어보면 우리가 편지를 보낼 때, 우체국으로 간 후 편지를 보내려는 사람의 주소를 명확하게 적어 우편물을 보내면, 우편물은 직접 해당 주소로 전달됩니다. 이와 비슷하게, 컴퓨터 네트워크에서도 두 지점 간의 직접적인 통신이 필요한 경우가 있는데, 이때 사용되는 것이 PPP입니다. 

 

PPP는 두 지점 간의 연결을 설정하고, 데이터 전송을 관리하며, 연결을 종료하는 역할을 수행합니다. PPP는 인터넷 서비스 제공자(ISP)와 사용자의 컴퓨터 사이에 연결을 설정하는데 주로 사용되며, 이를 통해 인터넷에 접속할 수 있습니다. 다이얼업 인터넷 접속에서는 전화선을 통해 ISP와 사용자 컴퓨터 사이의 점대점을 연결을 설정하는데 PP가 사용됩니다.

 

CHAP은 인증을 위해 사용되는 프로토콜이 맞지만, 클라이언트가 사용자 이름과 비밀번호를 직접 보내는 방식이 아닙니다. CHAP는 대신에 더 안전한 방식을 사용하여 비밀번호의 평문 전송을 피합니다.

---

시스템구조 빈출 Topic인 네트워크 주소, CRC, BGP4, PPP에 대해서 알아보았습니다.
다음번에는 운영체제에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
읽어주셔서 감사합니다.