Networking (1)

Networking이란

클라우드는 여러 개의 컴퓨터가 networking하면서 이루어진다.

network에 속한 디바이스들을 node라고 하는데, server와 client 모두 node다.

- Server : 서비스 제공하는 물리적 디바이스

- Router : 하나의 네트워크의 중심이 됨 => 각 네트워크는 하나의 router로 묶여 있으며, 라우터 중심으로 네트워크가 형성되면 그 네트워크만의 IP주소가 할당된다.

- Hub & switch : 여러 node들을 하나로 묶는 디바이스

- Internet service provider(ISP) : 사진과 같은 하나의 네트워크가 인터넷에 연결될 수 있도록 중개하는 회사

- Cloud : 인터넷 IT 서비스의 on-demand delivery

- Network nodes : network에 속한 디바이스들. server와 client 모두 node다.

=> router는 switch보다 상위 계층에서 동작

Network Models

- peer-to-peer(p2p)

centralized 서버가 없고 각 client끼리 연결되는 구조

ex. AI를 위한 네트워크 형성하여 각 peer를 GPU server로 사용해 자원을 분배해 놓는다.

=> Chat gpt가 이 방식을 사용한다.

- client-server

클라우드는 이 구조를 가지고 있다.

Network Types

- LAN(Local Area Network)

: 좁은 area(floor, building, campus 등등)

- WAN(Wide Area Network)

: 넓은 area(다수의 도시 또는 국가도 될 수 있음)

ex. A대학과 B대학 각각의 router을 더 상위의 라우터가 묶음

Internet Protocol(IP) Addresses(*중요*)

각 노드들은 고유의 IP address를 가지고 있고, 하나의 네트워크 안에서 이 IP address를 통해 식별된다.

아래 그림에서 하나의 router 로 묶여 있는 세 개의 node를 볼 수있고,

IP address의 앞부분이 같은 걸로 보아 하나의 라우터로 묶여 있음을 확인할 수 있다. (위의 파란색이 router)

**(중요)**

router 또한 IP 주소를 가지고 있음 !! 하지만 switch는 IP 주소 가지고 있지 않음 !! => 차이점 알아두기

- IPv4 => 현재 IP address

IP address는 32bit(8*4) 주소체계를 가지고 있다.

4개의 부분은 각각 8bit씩으로 이루어지는 거다.

아직은 이 주소체계를 주로 따르며, 4.3 billion개의 IP 주소를 지원한다.

IPv6와 달리 모든 VPN에서 지원한다.

- IPv6

128bit(16*8) 주소체계

bit 수가 크기 때문에 무한한 IP 주소를 지원할 수 있다.

업데이트된 버전으로 곧 IPv4를 대체할 것으로 보인다.

Classless Inter-Domain Routing(CIDR)

하나의 네트워크에 얼마나 많은 범위의 node(IP)를 포함할건지를 정하기 위해 CIDR를 사용한다.

- Netmask

앞의 IP address 중 몇 bit만큼이 fix됐는지 알려줌

이 경우에는 앞에서부터 24bit인 192.0.2까지 fix되어 있고 나머지 8bit는 어느것이 와도 괜찮다.

그래서 총 256개의 IP가 존재할 수 있다고 볼 수 있다. (192.0.2.0 ~ 192.0.2.255)

=> Inbound/Outboud Rules 설정할 때 사용 !!!

**특정한 상황의 CIDR

- 특정한 사용자에게 접근 허용할 때

=> 32bit 모두 Fix

- 모든 사용자에게 traffic 접근 허용 및 거부할 때

=> 하나도 fix 안 함

Subnet과 CIDR

그래서 subnet들에 CIDR가 어떻게 주어지는지 예를 들어 알아보자.

- Subnet A

IP address가 10.0.0.0~10.0.0.255인 노드 집합 => CIDR: 10.0.0.0 / 24

- Subnet B

IP address가 10.0.1.0~10.0.1.255인 노드 집합 => CIDR: 10.0.1.0 / 24

=> IP address를 subnet에 분배하는 방식에 따라 효율성이 달라지기 때문에 잘 분배하는 것이 중요하다.

다음 예를 보자. 네트워크는 10.0.0.0~10.0.0.255까지 포함할 수 있다. 그리고 각 subnet은 26비트가 고정돼있다.

*근데 만약에 subnetA의 CIDR netmask가 더 작다면, 만약 10.0.0.0/16이라면 네트워크의 수용 가능 IP address보다 subnet의 수용 가능 IP address가 더 큰 모순이 발생할 수 있다.

*그리고 만약에 subnetB의 CIDR netmask가 10.0.0.32/26이라면, subnetB는 10.0.0.32~10.0.0.95 를 커버하는데, SubnetA의 범위와 겹치는 문제가 발생한다.

*하나의 network에 속한 subnet들의 netmask는 서로 같지 않아도 된다.

Subnet Types

- public subnet : subnet 안/밖의 traffic 모두 가능

subnet이 인터넷에 연결되기 위해서는 internet gateway가 작동해야 한다.

- private subnet : subnet 안의 traffic만 가능

private subnet 안에 EC2가 있다면, 그 EC2는 public IP 하나도 없이 private IP만을 가지고 있어 subnet 밖의 traffic이 EC2로 도달하지 못한다. 예컨대 EC2 가 windows용이면 mac의 업데이트 서비스를 받지 못한다는 것이다. 외부 traffic이 접근하지 못하기 때문이다.