네트워크 계층

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정의

OSI 모델의 세 번째 계층으로, 데이터 패킷이 네트워크를 통해 전송될 때 경로를 설정하고, 패킷을 전달하며, 서로 다른 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 역할을 합니다.

특징

경로 설정(Routing): 데이터 패킷이 출발지에서 목적지까지 도달할 수 있도록 최적의 경로를 설정하는 기능을 제공합니다.

논리적 주소 지정(Logical Addressing): IP 주소와 같은 논리적 주소를 사용하여 네트워크 장치들을 식별하고 통신할 수 있도록 합니다.

패킷 전달(Packet Forwarding): 데이터 패킷을 다음 네트워크 장치로 전달하여 최종 목적지까지 전송되도록 합니다.

인터네트워킹(Internetworking): 서로 다른 네트워크 간의 데이터 전송을 가능하게 합니다.

프래그먼테이션(Fragmentation): 큰 데이터 패킷을 작은 패킷으로 나누어 전송하고, 목적지에서 다시 합치는 작업을 수행합니다.

프로토콜 독립성(Protocol Independence): 다양한 네트워크 프로토콜을 지원하여 서로 다른 네트워크 간의 통신을 가능하게 합니다.

라우터(Router)

데이터 패킷이 출발지에서 목적지까지 효율적으로 전달되도록 경로를 설정하는 장치

IP 주소를 기반으로 데이터 패킷을 전달하며, 여러 네트워크 간의 인터페이스 역할을 합니다. 주요 기능으로는 경로 설정, 패킷 전달, 네트워크 트래픽 관리 등이 있습니다. 라우터는 네트워크의 확장성과 성능을 높이는 데 중요한 역할을 하며, 인터넷과 같은 광범위한 네트워크에서 특히 필수적입니다.

게이트웨이(Gateway)

서로 다른 네트워크 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 장치

로컬 네트워크와 인터넷 간의 데이터 전송을 중계하는 역할을 합니다.

네트워크 계층에서 작동하며, IP 주소 변환, 프로토콜 변환, 데이터 라우팅 등의 기능을 수행합니다. 이를 통해 서로 다른 네트워크가 원활하게 통신할 수 있도록 도와줍니다.

라우터아 게이트웨이 차이점

라우터는 주로 네트워크 내부의 데이터 흐름을 관리하며, 게이트웨이는 서로 다른 네트워크 간의 통신을 처리합니다. 라우터는 IP 주소를 기반으로 경로를 설정하고, 게이트웨이는 프로토콜 변환 기능을 포함합니다.

💡

라우터는 네트워크 간 경로 설정에 중점적이나, 게이트웨이는 서로 다른 네트워크 프로토콜 간 통신되도록 도와준다.

주소 결정 프로토콜(Address Resolution Protocol)

ARP: 주소 결정 프로토콜로, IP 주소를 물리적 MAC 주소로 변환합니다.

RARP: 역 주소 결정 프로토콜로, MAC 주소를 IP 주소로 변환합니다.

ICMP(Internet Control Message Protocol)

네트워크 계층에서 오류 메시지와 운영 정보를 전달하는 프로토콜

주로 네트워크 진단 도구인 ping과 traceroute에서 사용되며, 네트워크 상태를 모니터링하고 문제를 해결하는 데 도움을 줍니다.

IGMP(Internet Group Management Protocol)

네트워크 계층에서 멀티캐스트 그룹 관리를 위한 프로토콜

주로 멀티캐스트 데이터를 수신할 호스트를 식별하고 관리하는 데 사용됩니다.

IP

IP 주소는 네트워크 상에서 장치들을 식별하기 위해 사용됩니다. IPv4와 IPv6 두 가지 버전이 있으며, 각 버전은 다른 주소 체계를 사용합니다.

버전 별 종류

IPv4

IPv4는 32비트 주소 체계로 약 43억 개의 고유 주소를 제공합니다. 그러나 인터넷 확장으로 주소가 부족해지고 있습니다.

IPv6

IPv6는 128비트 주소 체계를 사용하여 사실상 무한한 주소를 제공합니다. 이는 IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 설계되었습니다.

접근 영역 별 분류

공인 IP

공인 IP(공용 IP 주소)는 인터넷 서비스 제공업체(ISP)에 의해 할당되며, 전 세계적으로 고유한 주소입니다. 외부로 노출되며, 지리적 위치를 추정할 수 있습니다.

사설 IP

사설 IP(Private IP)는 로컬 네트워크에서 사용되며, 인터넷에 직접적으로 연결되지 않습니다. 외부 연결 시도시 포트포워딩이 필요합니다.

IP 클래스

클래스	시작 주소	마지막 주소	용도	네트워크 ID 크기	호스트 ID 크기
A	0.0.0.0	127.255.255.255	대규모 네트워크	8비트	24비트
B	128.0.0.0	191.255.255.255	중규모 네트워크	16비트	16비트
C	192.0.0.0	223.255.255.255	소규모 네트워크	24비트	8비트
D	224.0.0.0	239.255.255.255	멀티캐스트	N/A	N/A
E	240.0.0.0	255.255.255.255	연구용	N/A	N/A

NAT(Network Address Translation)

NAT는 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하여 인터넷 상에서 통신할 수 있도록 합니다. 이를 통해 보안을 강화하고 IP 주소 자원을 절약할 수 있습니다.