[OSI 모델 네트워크 계층]

변우영·2024년 9월 9일

CS지식

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<목표>

OSI 7계층 중 네트워크 계층(Layer 3)은 데이터를 목적지까지 가장 효율적인 경로를 통해 전달하는 데 중요한 역할을 한다. 라우팅과 논리 주소 할당을 담당, 이를 통해 네트워크 간의 데이터 전송이 이루어진다.

논리 주소: 네트워크에서 장치를 식별하기 위해 사용되는 주소로, 네트워크 계층에서 주로 사용. 인터넷 프로토콜(IP) 주소가 대표적인 논리 주소.

데이터를 올바른 목적지로 전달하기 위해 다음과 같은 기능들을 수행.

라우팅 (Routing): 여러 네트워크를 거쳐 데이터를 목적지로 보내는 경로를 결정한다. 이는 라우터와 같은 네트워크 장비가 수행하는 역할로, 경로 최적화와 다양한 네트워크 간의 연결을 처리한다.
논리 주소 지정 (Logical Addressing): 각 장치에 고유한 IP 주소를 할당하여 네트워크 상에서 특정 장치를 식별할 수 있도록 하는데 네트워크 계층에서 주로 IPv4 또는 IPv6 주소를 사용한다.
패킷화 (Packetizing): 상위 계층(전송 계층)에서 받은 데이터를 패킷 단위로 분할하여 전송하며, 패킷에는 출발지 및 목적지 IP 주소가 포함된다.

네트워크 계층에서 가장 널리 사용되는 프로토콜은 IP(Internet Protocol)이다. IP는 데이터를 목적지까지 전송하는 과정에서 중요한 역할을 한다. 그 외에 사용되는 다른 주요 프로토콜들은 다음과 같다

ICMP (Internet Control Message Protocol): 네트워크 장비 간에 오류 메시지나 진단 정보를 전달하는 프로토콜이다. 예를 들어, cmd에서 핑(Ping) 명령은 ICMP를 사용하여 네트워크 연결 상태를 확인 할 수 있다.
ARP (Address Resolution Protocol): IP 주소를 물리적 주소(MAC 주소)로 변환하는 프로토콜이다. 로컬 네트워크에서 IP 주소와 MAC 주소 간의 변환이 필요할 때 사용된다.
IGMP (Internet Group Management Protocol): 멀티캐스트 그룹 관리를 위해 사용되는 프로토콜로, 동일한 데이터 패킷을 여러 호스트에 동시에 전송할 때 사용된다.

주로 사용하는 네트워크 장비는 라우터이다. 라우터는 외부의 서로 다른 네트워크를 연결하며, 네트워크 간 데이터 전송을 최적화하고 경로를 결정한다.

라우터
네트워크 패킷의 출발지와 목적지 IP 주소를 확인하여 데이터를 전송할 최적의 경로를 선택한다.
여러 네트워크 간의 데이터 흐름을 관리하고, 네트워크 혼잡을 방지한다.

IP 주소 지정: 웹사이트에 접속할 때 사용자의 컴퓨터와 웹 서버는 IP 주소를 통해 서로를 식별 할 수 있다. 이 과정에서 네트워크 계층이 사용된다.
라우팅: 사용자가 특정 서버에 데이터를 요청하면, 라우터는 그 데이터를 여러 네트워크를 거쳐 목적지까지 전달하는 최적의 경로를 결정한다.

데이터를 효율적으로 전달하고, 다양한 네트워크 간의 연결을 가능하게 하는 중요한 계층이다. 이 계층의 핵심 기능인 라우팅과 IP 주소 관리를 통해, 우리는 전 세계 다양한 네트워크와 원활하게 통신할 수 있다.

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