1. 학습 태도 및 성과관리 관련 안내
- 콜리전 도메인, 브로드캐스트 도메인을 제대로 이해하려면 레이어링(계층 구조)부터 전체적으로 파악할 필요가 있음.
- 인터넷에 나오는 정보를 모아 정리할 때는 AI의 도움을 받되, 그 내용을 그대로 쓰지 않고 스스로 취사선택할 수 있어야 함.
- 블로그 정리가 성과관리의 시작이며, 프로젝트 진행 시 흔한 문제 중 하나가 제목을 못 짓는 것 — 가능하면 그날 배운 핵심 내용을 중심으로 제목을 짓고 태그로도 표현해두는 것이 좋음.
- 설명할 때 가장 중요한 것은 그림을 직접 그리는 것부터 시작하는 것이며, 그림 안에는 설명하려는 내용이 반드시 포함되어 있어야 함(설명을 위해 표현하는 것이므로).
- 7월 8일 평가 제출 시, 첫 번째 파일은 기존에 올려둔 리눅스 설치·푸티 로그인·화면/텍스트 제출본을 그대로 제출하면 됨.
2. 이더넷과 CSMA/CD — 충돌(콜리전)이 발생하는 원리
이더넷 = 버스형 통신
이더넷이 버스형 통신 방식을 취하는 이유는 멀티플 액세스 방식으로 통신하기 때문이며, 버스형 방식을 쓰는 것은 이더넷이 유일함.
프레임과 패킷의 관계
- 패킷이란 보내고자 하는 페이로드에 보내는 주소와 받는 주소(식별 정보)를 붙인 것을 뜻함.
- 다만 이더넷·CSMA/CD가 언급되는 맥락에서는 프레임이라는 용어로 확정해서 부르는 것이 정확한 표현임.
CSMA/CD의 동작 과정
- 캐리어 센스(Carrier Sense): 네트워크에 흐르고 있는 전기적 신호가 있는지 확인하는 작업. 한순간에 하나의 신호만 전송될 수 있기 때문에 필요한 절차.
- 신호가 없음이 확인되면 멀티플 액세스(Multiple Access) 방식으로 데이터를 전송.
- 수신 측은 목적지 주소와 자신의 맥어드레스를 비교해 일치하면 받고, 나머지 스테이션은 비교 후 일치하지 않으니 버림.
- CSMA는 전송하는 방식, CD(Collision Detect)는 장애를 처리하는 방식이므로 두 개념을 구별해서 표현해야 함.
충돌(콜리전)이 발생하는 상황
- 두 스테이션(A, B)이 동시에 캐리어 센스를 하여 회선이 비어있다고 판단하고 동시에 신호를 보내면, 전기적 신호 두 개가 만나 **충돌(콜리전)**이 발생함.
- 충돌한 신호는 증폭되거나 감쇠되어 프레임이 망가지며, 이 깨진 신호를 콜리전이라 함 — 즉 읽을 수 없는 신호.
- 이 콜리전은 네트워크상의 모든 스테이션에 전달되며, 각 스테이션에 정상 도달했는지 여부는 관심 대상이 아님.
- 모든 스테이션이 콜리전 발생을 감지(디텍트, Detect)하면 잠깐 전송을 멈췄다가 재시도함.
콜리전 도메인
콜리전은 브릿지나 라우터를 통과할 수 없음 — 콜리전은 식별 정보를 알 수 없는 **잡음(전기적 신호가 아님)**이기 때문에 브릿지나 라우터가 이를 막아줌. 이로 인해 콜리전이 전파될 수 있는 범위가 나뉘는데, 이 범위를 콜리전 도메인이라 부름.
3. 브릿지의 동작 원리 — 필터링, 포워딩, 플러딩
- 브릿지, 라우터도 모두 컴퓨터로 볼 수 있으며, 처음에는 브릿지 내부의 주소 정보 테이블이 비어 있는 상태로 시작함.
- 필터링(Filtering): 브릿지가 각 포트에 어떤 호스트가 있는지 학습하고 나면, 같은 네트워크 내 통신은 다른 네트워크로 내보낼 필요가 없어 걸러냄.
- 포워딩(Forwarding): 목적지가 다른 네트워크에 있음을 알면, 해당 목적지가 연결된 포트로만 전달함.
- 플러딩(Flooding): 목적지 주소를 모를 경우, 연결된 모든 다른 네트워크로 전달하는 것. 브로드캐스트라서 플러딩하는 게 아니라, 목적지 주소를 모르기 때문에 플러딩한다는 점이 핵심.
- 브로드캐스트(목적지 주소 FF:FF:FF:FF:FF:FF)는 항상 플러딩되며, 이때는 브릿지를 통과하게 됨.
- 결론: 브릿지는 콜리전 도메인은 나눌 수 있지만, 브로드캐스트 도메인은 나눌 수 없음.
- 스위치허브는 여러 포트를 가지고 각 포트에 연결된 네트워크의 주소를 인식·기록할 뿐, 그 자체가 네트워크 주소는 아님.
4. IP 어드레스와 Class 체계
Class는 IP 어드레스의 범위를 여러 단계로 나눈 것이며, 현재는 실무에서 거의 쓰이지 않는 개념.
| A | 0~127 | 128 | 256³ | 110.0.0.0 ~ 110.255.255.255 |
| B | 128~191 | 64×256 | 256² | 180.10.0.0 ~ 180.10.255.255 |
| C | 192~223 | 32×256×256 | 256 | 203.12.34.0 ~ 203.12.34.255 |
| D | 224~239 | 멀티캐스트 백본용, 특별한 프로토콜 통신에 사용 (일반 미사용) | - | - |
| E | - | (예약 대역) | - | - |
Class 기반 IP 할당 체계는 IP 낭비 문제로 인해 실패하게 됨. 90년대에는 서브넷마스크 없이 클래스 단위로만 IP를 할당했으며, 실사용률이 30% 정도에 불과했음. 오늘날에는 클래스풀 운영 방식이 90년대 이후로 거의 쓰이지 않으며, RIP 같은 일부 오래된 라우팅 프로토콜에서만 클래스 구분의 흔적을 볼 수 있음.
5. 게이트웨이와 라우팅 테이블
IP와 넷마스크를 설정하는 이유는 네트워크 주소를 알아내기 위함이며, 이를 통해 상대방이 나와 같은 네트워크에 있는지 아닌지를 식별함. 네트워크 주소가 같으면 같은 네트워크, 다르면 다른 네트워크이며, 서로 다른 네트워크끼리 통신하려면 반드시 게이트웨이를 거쳐야 함.
라우팅 테이블 예시:
0.0.0.0으로 표시된 항목은 명시된 항목 외 나머지 모든 네트워크를 의미하며, 이 경우 모든 트래픽은 게이트웨이인 192.168.10.1을 통해 192.168.10.180 인터페이스로 나가게 됨.
6. ARP와 라우터를 통과할 때 MAC 주소가 바뀌는 원리
서로 다른 네트워크(예: 1.1.1.x와 2.1.1.x)에 있는 두 호스트는 브로드캐스트가 서로 넘어가지 않기 때문에 상대방의 MAC 주소를 직접 알아낼 수 없음. 라우터는 브로드캐스트를 통과시키지 않으며, 이 점이 라우터가 브로드캐스트 도메인을 나누는 역할을 하는 이유임. 라우터는 자신에게 오는 것이 아닌 브로드캐스트는 버림. 라우터를 하나씩 넘어갈 때마다 프레임 안의 출발지/목적지 MAC 주소가 계속 새로 바뀌며, 라우터들도 서로의 MAC 주소는 ARP로 알아내어 기억해둠.
통신 순서 예시 (PC A → PC B, 서로 다른 네트워크)
- PC A: 192.168.1.10/24, 게이트웨이: 192.168.1.1
- PC B: 192.168.2.20/24
- PC A는 목적지 IP와 자신의 서브넷을 비교해 같은 네트워크인지 판단하고, 다르면 라우터(게이트웨이)를 거쳐야 한다고 판단함.
- PC A는 ARP로 라우터의 MAC 주소를 알아내고, 이더넷 프레임을 만들 때 목적지 MAC은 PC B가 아니라 라우터로 설정함.
- 라우터가 프레임을 받으면 이더넷 헤더를 제거하고 IP 데이터그램만 남겨 목적지 IP를 확인, 라우팅 테이블을 조회해 다음 홉을 결정함.
- 라우터는 목적지 네트워크에 있는 PC B의 MAC 주소를 다시 ARP로 알아낸 뒤, 완전히 새로운 이더넷 프레임을 만들어 전달함.
핵심 정리
| 출발지 PC → 게이트웨이 | 목적지 IP(PC B) | 목적지 MAC(라우터로) |
| 라우터 내부 처리 | IP 주소(TTL만 -1, 체크섬 갱신) | 이더넷 헤더 전체 제거 |
| 라우터 → 목적지 PC | 목적지 IP(PC B, 그대로) |