V : 네트워크 계층

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모두의 네트워크 V : 네트워크 계층
목적지에 데이터 전달하기

Lesson 17 : 네트워크 계층의 역할

다른 네트워크에 있는 목적지로 데이터를 전달하려면 네트워크 계층의 기술이 필요하다.

이 계층을 통해 다른 네트워크로 데이터를 전송하려면 라우터 라는 네트워크 장비가 필요하다. 이는 목적지까지 어떤 경로로 가는 것이 좋은지를 알려 주는, 라우팅 기능을 한다.

이 계층에서의 주소 체계는 IP주소 이다.

네트워크 계층에서는 캡슐화할 때 IP 헤더를 붙인다. 여기에는 버전, 헤더 길이, 전체 패킷 길이, ID, TTL, 프로토콜, 체크섬, 출발과 도착 IP 주소 등이 들어있다.

IP에는 IPv4 와 IPv6 두 종류가 존재하고, 사설 IP주소와 공인 IP주소로도 나눌 수 있다.

IPv4 주소는 제한적이기 때문에 인터넷과 맞닿은 장비에만 할당이 되고, 이로부터 뻗어나오는 내부망 장비에는 사설 IP주소가 부여되게 되는, DHCP 기능을 사용하게 된다.

IP주소는 네트워크 ID 와 호스트 ID로 나뉘게 되는데, 어떤 네트워크에 속한 몇 번 호스트인지를 구분하는 것이다.

IP주소는 클래스가 A~E까지 존재한다. 이는 맨 앞 비트에 따라 대역이 나뉘어지는 구분을 가진다.

각 클래스별로 사설 IP 대역은 다음과 같다.

IP주소에는 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소가 존재한다.

호스트 ID 영역의 비트가 모두 0이면 네트워크 주소로서, 해당 네트워크를 의미하는 주소이다.

호스트 ID 영역의 비트가 모두 1이면 브로드캐스트 주소로서, 해당 네트워크 전체에 브로드캐스트하는 주소를 의미한다.

IP 클래스에서 A 클래스나 B 클래스같은 경우에는 호스트의 개수가 너무 과도하게 많아지고, 이는 브로드캐스트를 포함하여 관리가 매우 비효율적이 되는 문제를 야기한다.

따라서 하나의 네트워크 주소 또한 여러 개의 작은 네트워크로 분할해야할 필요성이 생겼다.

이처럼 네트워크를 분할하는 것을 서브네팅 이라고 하고, 이렇게 분할된 네트워크를 서브넷 이라고 한다.

이를 위해 기존 IP 주소에서 어느 부분까지가 네트워크 주소인지를 명시하는, 서브넷 마스크 개념이 도입된다.

앞에서부터 몇 개의 비트까지가 네트워크 ID 로 마스킹되는지, (1인지) 알려주는 프리픽스 표기법으로도 사용할 수 있다.

라우터는 네트워크 계층의 장비로서, 여러 네트워크를 분리해 줄 수 있는 장비이다.

이 때 한 네트워크에서 다른 네트워크로 데이터를 전송하기 위해서는, 내 네트워크에서 밖으로 나가는 출입구인, 게이트웨이 를 통해야 한다.

라우터는 자신이 가진 경로 데이터들의 집합인 라우팅 테이블을 가지고 패킷들의 경로를 제어하고, 이 라우팅 테이블들은 주변 라우터와 공유되어 관리되게 된다.

이렇게 라우터 간에 라우팅 정보를 교환하기 위한 프로토콜을 라우팅 프로토콜 이라고 하고, RIP, OSPF, BGP 등이 존재한다.