초기 네트워크는 로컬 네트워크(LAN)을 고려해 설계되어 간단했으나, 기술의 발달로 먼 거리에 있는 다른 LAN 간의 통신이 중요해졌다.
같은 네트워크 내에서의 통신과 달리, 원격지 네트워크 간의 통신은 게이트웨이라고 하는 장비를 써야 하며, 3계층 장비(라우터, L3 스위치)가 이 역할을 할 수 있다.
서브넷과 게이트웨이의 용도
- 로컬 네트워크 내에서는 ARP 브로드캐스트를 이용해 통신할 수 있지만,
- 브로드캐스트는 네트워크를 넘어 전달되지 못함
- 따라서 원격 네트워크에서는 장비의 도움이 필요하며, 이 장비를 게이트웨이(Gateway)라 한다.
- 게이트웨이에 대한 정보를 PC나 네트워크 장비에 설정하는 항목이 기본 게이트웨이(Default Gateway) 이다.
- 기본 게이트웨이는 3계층 장비가 수행하며 여러 네트워크와 연결되어 적절한 경로를 지정해주는 역할
- 출발지와 목적지 네트워크가 동일한 LAN 내에서 통신하는 것인지 다른 네트워크 간의 통신인지에 따라 통신 방식이 달라짐 👉🏻 이걸 구분할 때 사용하는 게 서브넷 마스크
- 서브넷 마스크로 목적지의 범위를 먼저 확인해야 한다. (자신이 속한 네트워크인지 아닌지)
- 서브넷 마스크와 자신의 IP를 주소를 AND 연산해 나오는 값이 네트워크 주소를 확인할 수 있다.
- 목적지가 로컬 네트워크에 있으면 로컬 통신, 아니면 원격지 통신
- 원격지 통신이면 게이트웨이 사용
참고 : 프록시 ARP
프록시 ARP(Proxy ARP)는 말 그대로 ARP를 대행해주는 기능이다.
앞에서 설명했듯 원격지 통신은 기본 게이트웨이를 찾아 ARP 요청을 보내고 패킷을 기본 게이트웨이 쪽으로 보내야만 통신할 수 있다.
하지만 기본 게이트웨이에 프록시 ARP가 활성화된 경우, 원격지 통신이더라도 로컬에 ARP 브로드캐스트를 보내 통신할 수 있다. 프록시 ARP가 활성화된 기본 게이트웨이(라우터)는 ARP 브로드캐스트가 들어오면 자신이 대행해 ARP 응답을 해준다. 이 경우, 패킷이 기본 게이트웨이 쪽으로 보내지므로 원격지 경로로 전달될 수 있다.
프록시 ARP 기능은 라우터에 기본으로 활성화되어 있어 사용자 몰래 동작하는 경우가 많다. 프록시 ARP는 사용자 설정 없이 자동으로 동작해 편리한 것처럼 느껴지지만 네트워크에 설정 오류가 있거나 꼭 입력해야 할 설정이 되어 있지 않아도 동작하는 경우가 많아 장애가 발생했을 때쉽게 해결할 수 없게 만드는 장애 요소가 되기도 한다.
예를 들어 원격지 통신인 경우, 프록시 ARP가 활성화된 라우터가 운영되고 있다면 엉뚱한 ARP요청도 받아 처리해주므로 PC에서 기본 게이트웨이가 잘못 입력되어 있어도 통신이 되는 경우가 발생할 수 있다. 평소에는 프록시 ARP 기능으로 문제 없이 통신되다가 라우터를 교체하거나 라우터의 구성을 변경할 때 장애가 발생한다. 이 문제의 근본 원인은 PC에서 기본 게이트웨이를 잘못 설정한 것인데도 불구하고 라우터의 문제로 인식되어 근본적인 문제 해결에 방해가 된다.
2계층 통신 vs 3계층 통신
2계층 통신, 3계층 통신(또는 레이어 2 통신, 레이어 3 통신)은 원래 정확한 표현은 아니지만 실무에서 많이 쓰는 표현이다.
정확한 표현은 로컬 네트워크 통신, 원격지 네트워크 통신이다.
통신하는 출발지와 도착지의 네트워크가 "같다"와 "다르다"라는 조건에 따라 통신 방식이 달라짐
- 2계층 통신: 로컬 네트워크 통신
- 로컬 네트워크에서 직접 통신할 경우출발지와 목적지가 같은 네트워크에 존재할 경우), 라우터와 같은 3계층 장비없이도 통신이 가능
- 단말 간을 연결해주는 네트워크 장비에서 2계층까지만 정보를 확인해 통신하고 ARP 요청을 보낼 때 직접 브로드캐스트를 이용하므로 이를 L2 통신이라고 부른다.
- 3계층 통신: 원격지 네트워크 통신
- 원격지 네트워크와 통신해야 할 경우, 라우터와 같은 3계층 장비의 도움이 필요하기 때문에 해당 패킷을 전송하는 네트워크 장비에서 3계층 정보까지 확인해야 하며 이를 L3 통신이라 부른다.
- 도착지 MAC주소와 IP주소가 다르다. 도착지 IP주소는 실제 도착지이고 도착지 MAC 주소는 디폴트 게이트웨이의 MAC 주소가 사용된다.
참고
⌜IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문⌟ 길벗, 2023
[3장] 네트워크 통신하기 | 3.6 서브넷과 게이트웨이 (p.122~126)
* 책을 참고해 필요한 내용을 정리한 것이므로, 책의 내용과 다를 수 있습니다.
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