서브넷과 게이트웨이

최근 인터넷의 발달로 작은 LAN 네트워크들이 하나의 큰 네트워크로 묶이면서 먼 거리에 있는 다른 LAN 간의 통신이 중요해졌다.

즉 원격지 네트워크와 통신이 중요해졌는데 이때 필요한 장비를 게이트웨이라고 부르며 3계층 장비(라우터, 스위치)가 이 역할을 할 수 있다.

서브넷과 게이트웨이의 용도

로컬 네트워크에서는 ARP 브로드캐스트를 이용해 도착지 MAC 주소를 학습할 수 있고 이 MAC 주소를 이용해 직접 통신할 수 있지만 원격 네트워크 통신을 하려면 게이트웨이라는 장비가 필요하다.

이 게이트웨이에 대한 정보를 PC나 네트워크 장비에 설정하는 항목이 기본 게이트웨이이다.

기본 게이트웨이는 3계층 장비가 수행하고 여러 네트워크와 연결되면서 적절한 경로를 지정해주는 역할을 한다.

통신하려는 목적지가 로컬인지 원격인지 구별하는 작업이 필요한데 이때 사용하는 것이 서브넷 마스크이다.

2022.06.02 - [네트워크] - IP 주소란

IP 주소란

해당 글에서 나온 서브네팅을 통해 자신이 속한 네트워크를 구한다. 만약 로컬이 아니라면 원격지 통신을 해야하는 것이다.

<참고> 프록시 ARP
기본 게이트웨이에 프록시 ARP가 활성화된 경우 원격지 통신이더라도 로컬에 ARP 브로드캐스트를 보내 통신할 수 있다. 기본 게이트웨이에 ARP 브로드캐스트가 들어오면 자신이 대행해 ARP 응답을 해준다.
이 기능은 라우터에 기본으로 활성화되어 있어 사용자 몰래 동작하는 경우가 많다. 그래서 자동으로 해주기 때문에 편리해보이지만 만약 원격지 통신인 경우 프록시 ARP가 활성화된 라우터가 운영되고 있다면 엉뚱한 ARP요청도 받아 처리해주므로 PC에서 기본 게이트웨이가 잘못 입력되어도 통신이 되는 경우가 발생할 수 있다.

2계층 통신(로컬 네트워크) VS 3계층 통신(원격지 네트워크)

• 2계층 통신 : 로컬 네트워크 안에서 통신할 경우 라우터와 같은 3계층 네트워크 장비의 도움 없이 통신 가능하다. 
  즉, 단말 간을 연결해주는 네트워크 장비에서 2계층까지만 정보를 확인해 통신하고 ARP 요청을 보낼 때 직접 브로드캐스트를 이용하므로 이를 L2 통신이라고 한다.
• 3계층 통신 : 원격지 네트워크와 통신해야할 경우 라우터와 같은 3계층 장비의 도움이 없으면 통신할 수 없다.
  해당 패킷을 전송하는 네트워크 장비에서 3계층 정보까지 확인해야 하며 이것을 L3 통신이라고 한다.

이러한 차이는 ARP 동작 방식이 다른 것으로 인해 발생한다.

 

2계층 통신은 직접적으로 이루어지며 상대방의 MAC 주소를 알아내기 위해 ARP 브로드캐스트를 이용하고 상대방의 MAC 주소를 알아내자마자 패킷이 캡슐화되어 통신이 시작된다.

 

3계층 통신은 단말이 자신이 직접 보낼 수 없는 위치에 목적지가 있다 판단하고 ARP 요청을 기본 게이트웨이 IP 주소로 요청한다. 게이트웨이에서 ARP 응답을 받은 단말은 도착지 MAC 주소에 응답받은 기본 게이트웨이의 MAC 주소를 적어넣고 통신을 시작한다.

 

즉, 2계층 통신은 패킷의 목적지 MAC과 IP 가 같지만 3계층 통신 목적지 MAC(기본 게이트웨이)과 목적지 IP(실제 목적지)가 서로 다르다는 것이다.