네트워크 계층 : OSI 모델의 3번째 계층
역할:
앞서 배운 데이터 링크 계층에서는 이더넷 규칙을 기반으로 데이터 전송을 담당한다. 이 규칙에 따라 같은 네트워크에 있는 컴퓨터로는 데이터를 전송할 수 있지만 이 규칙만으로는 인터넷이나 다른 네트워크로는 데이터를 전송할 수 없다.
이때 각 네트워크 간 통신을 가능하게 하는 것이 네트워크 계층의 역할이다. 이를 위해 라우터라는 장비를 사용.
<라우터>
라우터는 데이터의 목적지가 정해지면 목적지까지 어떤 경로로 가는 것이 좋은지를 알려주는 기능을 함. 이때 목적지 주소가 있어야 하는데 네트워크를 식별할 수 있는 IP 주소를 사용한다. IP주소는 어떤 네트워크의 어떤 컴퓨터인지 구별할 수 있도록 하는 주소다.
라우터는 IP주소로 목적지 지정 + 어떤 경로로 보낼 지도 결정하는 역할이다.
이때 경로 결정을 라우팅이라고 한다.
- IP (Internet Protocol)란?
네트워크 계층에서는 캡슐화할 때 IP헤더를 붙임. 다음과 같은 순서로 헤더 정보가 구성됨.
1. 버전(version)
2. 헤더 길이(header length)
3. 서비스 유형(service type)
4. 전체 패킷 길이(total length)
5. ID(identification, 일련번호)
6. 조각 상태(flags)
7. 조각의 위치(fragment offset)
8. TTL
9. 프로토콜
10. 헤더 체크섬(header checksum)
11. 출발지 IP 주소
12. 목적지 IP 주소
위에서 11, 12 정도만 기억하자.
이렇게 데이터에 IP헤더가 추가되어 만들어진 것을 IP 패킷이라고 한다.
- IP 주소의 구조
IP는 인터넷 서비스 제공자(ISP)로부터 제공받게 된다. 인터넷을 하기위해 계약한 통신사다.
IP 버전은 IPv4, IPv6가 존재.
IPv4는 32비트로 구성되어 있어 IP주소 약 43억개를 만들 수 있는데 인터넷이 널리 보급되면서 IP 주소가 부족해져 IPv6를 사용하게 됨. IPv6는 128비트로 구성되어 있어서 사실상 무한 개의 주소를 만들어 낼 수 있다. 현재는 둘을 공존해서 사용하고 있다.
IP주소에는 공인IP주소와 사설IP주소가 있는데, IPv4는 주소가 고갈되어있기 때문에 인터넷에 직접 연결되는 컴퓨터나 라우터에는 공인 주소를, 회사나 가정의 랜에 있는 컴퓨터에는 사설 주소를 할당하는 정책을 사용하고 있다. 예를 들어 랜 안에 여러 대의 컴퓨터가 있는 경우 라우터에만 공인 IP 주소를 할당하고 랜 안에 있는 컴퓨터는 랜의 네트워크 관리자가 자유롭게 사설 IP 주소를 할당하거나 라우터의 DHCP 기능을 사용하여 주소를 자동으로 할당함. 공용 주소, 사설 주소는 모두 32비트를 사용중이다.
* DHCP: Dynamic Host Configuration, 자동으로 IP주소를 할당하는 프로토콜
IP 주소의 예(32비트) : 110000001010100000000000100001010
IP 주소를 사람도 읽기 쉽게 하기 위해 8비트씩 끊어주는데 8비트를 옥텟이라고 부른다.
IP 주소의 예 : 11000000 10101000 000000001 00001010
그리고 이를 각각 10진수로 보기좋게 고쳐주면 다음과 같아진다.
IP 주소의 예: 192 168 1 10
즉 IP 주소는 10진수 숫자 4개로 구성되어 있고 각 숫자의 범위는 0~255이다. (11111111 -> 255)
IP주소는 또다시 네트워크 ID랑 호스트 ID로 나눠진다.
네트워크 ID는 어떤 네트워크인지 나타내고
호스트 ID는 해당 네트워크의 어느 컴퓨터인지를 나타낸다. 이 두가지 정보가 합쳐져 IP 주소가 되는 것이다.
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