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서브넷과 게이트웨이

27 Apr 2022

Reading time ~2 minutes

초기 네트워크는 모든 단말이 하나의 네트워크에 존재하는 로컬 네트워크(LAN)를 고려하여 설계되어 통신하는 방법이 매우 간단했다. 하지만 인터넷 기술의 발달로 작은 LAN 네트워크들이 하나의 큰 네트워크로 묶이면서 먼 거리에 있는 다른 LAN 간의 통신이 중요해졌다.

원격지 네트워크와의 통신에 사용하는 장비를 게이트웨이라고 부르고 3계층 장비(라우터와 L3 스위치)가 이 역할을 할 수 있다.

게이트웨이란?

로컬에서는 ARP 브로드캐스트를 이용해 도착지 MAC 주소를 알 수 있지만 원격 네트워크 통신은 네트워크를 넘어 전달되지 못한다.

이를 해결하기 위한 네트워크 장비를 ‘게이트웨이’라고 하며, 게이트웨이에 대한 정보를 PC나 네트워크 장비에 설정하는 항목이 ‘기본 게이트 웨이’다. 기본 게이트웨이는 3계층 장비가 수행하며 여러 네트워크와 연결되어 적절한 경로를 지정해주는 역할을 한다.

[IP 주소 입력 시 필요한 기본 게이트웨이]

서브넷 마스크란?

위에서 설명했듯이 출발지와 목적지 네트워크가 동일한 LAN 내에서 통신하는 것인지, 서로 다른 네트워크 간의 통신인지에 따라 통신 방식이 서로 달라지므로 출발지에서는 먼저 목적지가 자신이 속한 네트워크 범위인지 확인하는 작업이 필요하다. 정리하면, 동일 네트워크 간의 통신과 서로 다른 네트워크 간의 통신을 구분하기 위해 사용되는 것이 ‘서브넷 마스크’이다.

이처럼, 로컬 통신은 단순한 ARP 요청으로 목적지를 찾아갈 수 있지만, 원격지 통신은 ARP가 라우터를 넘어가지 못하는 브로트캐스트이므로 외부와 통신이 가능한 ‘게이트웨이’, ‘서브넷 마스크’와 같은 장비가 필요하다.

2계층 통신 vs 3계층 통신

2계층(Data Link) 통신: 로컬 네트워크 통신, L2 통신, 라우터와 같은 네트워크 장비 필요 X. 즉, 단말 간을 연결해주는 네트워크 장비에서 2계층까지만 정보를 확인해 통신하고 ARP 요청을 보낼 때 직접 브로드캐스트를 이용하므로 L2 통신이라고 부름
3계층(Network) 통신: 원격지 네트워크 통신, L3 통신, 라우터와 같은 3계층 장비가 필요. 해당 패킷을 전송하는 네트워크 장비에서 3계층 정보까지 확인해야 함

이런 차이는 ARP 동작 방식이 다른 것으로 인해 발생하는 것이다.

로컬(같은 네트워크 간) 통신: 직접적으로 통신 발생. 상대방의 MAC 주소를 알아내기 위해 ARP 브로트캐스트 이용. 상대방 MAC 주소를 알아내자마자 패킷이 캡슐화되어 통신 시작
외부 네트워크 통신: 자신이 직접 보낼 수 없는 위치에 목적지가 있다고 판단하고 ARP 요청을 기본 게이트웨이의 IP주소로 요청함. 게이트웨이에서 ARP 응답을 받은 단말은 도착지 MAC 주소에 응답받은 기본 게이트웨이의 MAC 주소를 적어놓고 통신을 시작함.

또 하나의 차이

로컬 통신: 도착지 MAC 주소와 도착지 IP주소가 같음
원격지 통신: 도착지 MAC 주소와 도착지 IP주소가 다름. 도착지 IP 주소는 통신의 실제 도착지이고 도착지 MAC 주소는 디폴트 게이트웨이의 MAC 주소가 사용됨

ref
IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문(고재성, 이상훈 지음)을 읽고 정리한 포스트입니다.

서브넷과 게이트웨이

27 Apr 2022

게이트웨이란?

서브넷 마스크란?

2계층 통신 vs 3계층 통신

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