네트워크 계층(Network Layer)

네트워크 계층은 OSI 7계층 모델의 세 번째 계층으로, 데이터 전송의 핵심 역할을 수행


1. 네트워크 계층의 기능

  • 주소 지정: 각 네트워크 장치에 고유한 IP 주소를 할당하여 통신을 가능하게 함
  • 패킷 전송: 데이터를 패킷 단위로 나누어 전송하며, 각 패킷은 독립적으로 처리됨
  • 라우팅: 데이터 패킷이 올바른 경로로 전송될 수 있도록 최적의 경로를 결정
  • 오류 처리: 패킷 손실 또는 오류 발생 시, 이를 감지하고 재전송 등의 조치를 취함


2. IP의 개념과 특징

IP(Internet Protocol)는 네트워크 계층의 핵심 프로토콜로, 데이터 패킷의 주소 지정과 전송을 담당

  • 주소 지정: IP는 각 장치에 고유한 IP 주소를 부여하여 네트워크 내에서의 식별을 가능하게 함
  • 패킷 전송: 데이터는 패킷 단위로 나뉘어 전송되며, 각 패킷은 독립적으로 경로를 선택할 수 있음
  • 비연결형: IP는 비연결형 프로토콜로, 데이터 전송 전에 연결을 설정할 필요가 없음. 이는 네트워크의 유연성을 높임


IP 주소 체계

IP 주소는 두 가지 버전이 있음

  • IPv4
    • 32비트 주소 체계로, 약 42억 개의 고유 주소를 제공
    • 주소 형식: xxx.xxx.xxx.xxx (예: 192.168.0.1)
    • 각 부분은 0부터 255까지의 값을 가질 수 있습니다.
  • IPv6
    • 128비트 주소 체계로, 사실상 무한한 양의 주소를 제공
    • 주소 형식: xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx (예: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334)
    • IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하기 위해 설계


3. 라우팅의 개념과 종류

라우팅은 데이터 패킷이 출발지에서 목적지까지 전달되는 경로를 결정하는 과정
라우터는 이 경로를 선택하여 패킷이 최적의 경로를 통해 전송되도록 함


라우팅의 종류

  • 정적 라우팅
    • 네트워크 관리자가 수동으로 경로를 설정하는 방식
    • 장점: 간단하고 예측 가능하며, 작은 네트워크에 적합
    • 단점: 네트워크가 변경될 경우 수동으로 경로를 수정해야 하며, 유지 관리가 어려움
  • 동적 라우팅
    • 라우터가 자동으로 최적의 경로를 선택하는 방식
    • 다양한 라우팅 프로토콜을 사용하여 네트워크 상태를 실시간으로 반영
    • 주요 라우팅 프로토콜
      • RIP (Routing Information Protocol): 거리 벡터 기반의 라우팅 프로토콜로, 홉 수를 기준으로 경로를 결정
      • OSPF (Open Shortest Path First): 링크 상태 기반의 프로토콜로, 최단 경로 알고리즘을 사용하여 경로를 결정
      • BGP (Border Gateway Protocol): 자율 시스템 간의 라우팅을 관리하는 프로토콜로, 경로 정책을 기반으로 함

참고