5. 네트워크 계층 : 목적지에 데이터 전달하기
* 네트워크 계층(Neteork Layer)란?
: 다른 네트워크과 통신하기 위한 경로 설정을 위해 라우터를 통한 라우팅을 하며 패킷 전송 담당
* 라우터(Router)란?
: 네트워크를 분할할 수 있음
서로 다른 네트워크를 연결해 주는 장치
현재의 네트워크에서 다른 네트워크로 패킷을 전송할 수 있도록 함
데이터의 목적지가 정해지면 어떤 경로로 가는 것이 좋은 지 알려주는 네트워크 장비
- 라우팅(Routing)
: 네트워크에서 패킷을 목적지로 보낼 때 목적지까지 갈 수 있는 한 가지 경로를 설정해 주는 과정
목적지 IP 주소까지 어떤 경로로 데이터를 보낼지 결정하는 것
경로 정보 기반으로 현재의 네트워크에서 다른 네트워크로 최적의 경로를 통해 데이터 전송
- 라우팅 테이블(Routing Table)
: 목적지 주소를 목적지에 도달하기 위한 네트워크 노선으로 변환시킬 목적으로 사용
다른 네트워크로 가기 위한 가장 좋은 라우터의 정보를 가지고 있음
경로 정보를 등록하고 관리
수동으로 등록(소규모 네트워크에 적합)/자동으로 등록(대규모 네트워크에 적합)
- 라우팅 프로토콜(Louting Protocol)
: 라우터 간에 라우팅 정보를 교환하기 위한 프로토콜
라우팅 프로토콜을 설정하여 라우터 간 경로 정보를 서로 교환한 것을 라우팅 테이블에 등록
ex) RIP, OSPF, BGP 등
- DHCP(Dynamic Hosy Configuration Protocol) : IP 주소를 자동으로 할당하는 프로토콜
* 스위치란?
: 모든 컴퓨터와 스위치가 동일한 네트워크가 됨
허브와 마찬가지로 네트워크를 분리할 수 없음
* IP(Internet Protocol ; 인터넷 프로토콜)란?
: 인터넷에 있는 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 데이터를 보내는 데 사용되는 네트워크 계층 프로토콜
* IP 주소(IP Address)란?
: 컴퓨터 네트워크에서 장치들이 서로를 인식하고 통신하기 위해 사용하는 주소
네트워크 간 통신을 하기 위해 필요(랜 안에서는 MAC 주소만으로도 통신 가능)
인터넷 서비스 제공자(ISP)에게 받을 수 있음
32비트/10진수(2진수를 10진수로 변환하여 표시)/4옥텟으로 구성
- IP 헤더
: 버전(version)/헤더 길이(Header Length)/서비스 유형(Service Type)/전체 패킷 길이(Total length)
/ID(Identification ; 일련번호)/조각 상태(Flags)/조각의 위치(Faragment Offset)/TTL/프로토콜(Protocol)
/헤더 체크섬(Header checksum)/출발지 IP 주소(Source IP Address) 32비트/목적지 IP 주소(Destination IP Address) 32비트 로 구성되어 있음
- IP 패킷 : IP 프로토콜을 사용하여 캡슐화할 때 데이터에 IP 헤더가 추가되어 만들어 진 것
- IPv4(Internet Protocol version 4) : 32비트의 IP 주소
약 43억개의 컴퓨터에 Ip 주소 할당 가능
- IPv6 (Internet Protocol version 6): 128비트의 IP주소
IPv4 주소가 부족하여 IPv6 주소 확장
- 공인 IP 주소(ISP에서 제공됨/인터넷에 직접 연결되는 컴퓨터나 라우터)/사설 IP주소(회사나 가정의 랜에 있는 컴퓨터)
- 옥텟(Octet) : 데이터 8비트
- 네트워크 ID/호스트 ID : 어떤 네트워크인지 나타냄/해당 네트워크의 어느 컴퓨터인지 나타냄
- IP 주소 클래스(IP Address Class) : IPv4에서 사용하는 주소 그룹에는 5개 있음
A,B,C 클래스는 네트워크 ID와 호스트 ID로 구성됨
D 클래스는 멀티캐스트 주소로 사용
E 클래스는 필요에 따라 사용하기 위해 확보해 놓은 것
[클래스의 종류]
| 클래스 이름 | 내용 | 네트워크ID/호스트ID | 공인 IP 주소 범위 /사설 IP 주소 범위 |
서브넷 마스크 /프리픽스 표기 |
| A 클래스 | 대규모 네트워크 주소 | 8비트/24비트 1옥텟/3옥텟 |
1.0.0.0~9.255.255.255 11.0.0.0~126.255.255.255 /10.0.0.0~10.255.255.255 |
255.0.0.0/8 |
| B 클래스 | 중형 네트워크 주소 | 16비트/16비트 2옥텟/2옥텟 |
128.0.0.0~172.15.255.255 172.32.0.0~191.255.255.255 /172.16.0.0~172.31.255.255 |
255.255.0.0/16 |
| C 클래스 | 소규모 네트워크 주소 | 24비트/8비트 3옥텟/1옥텟 |
192.0.0.0~192.167.255.255 192.169.0.0~223.255.255.255 /192.168.0.0~192.168.255.255 |
255.255.255.0/24 |
| D 클래스 | 멀티캐스트(multicast) 주소 | |||
| E 클래스 | 연구 및 특수용도 주소 |
- 네트워크 주소 : 전체 네트워크에서 작은 네트워크를 식별하는 데 사용/전체 네트워크의 대표 주소
호스트 ID가 10진수로 0, 2진수로 00000000
전용 주소로서 개인 IP 주소로 설정할 수 없다
ex) 192.168.1.1~192.168.1.6 ☞ 192.168.1.0 네트워크 주소
- 브로드캐스트 주소 : 네트워크에 있는 컴퓨터나 장비 모두에게 한 번에 데이터를 전송하는 데 사용
호스트 ID가 10진수로 255, 2진수로 11111111
전용 주소로서 개인 IP 주소로 설정할 수 없다
ex) 192.168.1.1~192.168.1.6 ☞ 192.168.1.255 브로드캐스트 주소
- 멀티캐스트(Multicast) : 한 컴퓨터(호스트)에서 패킷을 여러 컴퓨터로 동시에 전송하는 것
- 브로드캐스트(Broadcast) : IP 네트워크에 있는 모든 컴퓨터(호스트)로 데이터를 전송하는 것
* 서브넷(Subnet)이란?
: 분할된 네트워크(작은 네트워크)
호스트 ID에서 비트를 빌려 서브넷 ID로 만듬
네트워크 ID/호스트 ID ☞ 네트워크 ID/서브넷 ID/호스트 ID
- 서브넷팅(Subneting) : 네트워크를 분할하기 위해 IP 주소의 구성을 변경하는 작업
- 서브넷 ID : IP 주소의 네트워크 부분을 늘리기 위해 서브넷 마스크로 사용되는 비트/서브넷 비트(Subnet Bits)
- 서브넷 마스크 : 네트워크 ID와 호스트 ID를 식별하기 위한 값
IP 주소의 네트워크 부분만 나타나게 하여 같은 네트워크인지 판별하게 하는 마스크
- 프리픽스(Prefix) 표기법 : 슬래시 비트 수로 나타낸 것
Q. 네트워크 분할 이후 컴퓨터 한 대가 다른 네트워크로 접속하려면?
(서로 다른 네트워크에 있는 컴퓨터 1이 컴퓨터6에 접속한다고 가정)
1. 컴퓨터 1이 다른 네트워크에 데이터를 전송하기 위해 라우터의 IP 주소 설정
(네트워크의 출입구 설정-기본 게이트웨이(Default Gateway))
'자동으로 IP 주소 받기' 체크 시, 네트워크 외부에 접속할 때 사용되는 기본 게이트웨이 자동 설정
2. 라우터로 데이터 전송
3. 라우팅
Q. 라우터의 라우팅 기능을 통해 데이터를 전송하더라도 목적지에 도착하지 못할 수 있는 경우는 무엇인가?
1. 라우팅 정보가 잘못될 경우
2. 라우터를 경유하는 도중 라우터에 문제가 생겼을 경우
3. 패킷이 손상된 경우
=> 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층이 있다면 목적지에 데이터를 보낼 수 있다.
But! 데이터가 손상되거나 유실되어도 이 3 계층에서는 아무 조치를 하지 않는다.
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