네트워크 계층 소개
1. 네트워크 계층이란?
- 정의: 네트워크 계층은 OSI 7계층 모델의 3계층으로, 다른 네트워크에 속한 호스트와의 통신을 가능하게 합니다.
- 주요 역할:
- IP 주소 제공: 네트워크 간 통신을 위해 각 호스트에 고유의 주소를 할당.
- 라우팅: 패킷이 최적의 경로를 따라 전달될 수 있도록 경로를 결정.
2. 네트워크 계층이 필요한 이유
2.1. 물리 계층과 데이터 링크 계층의 한계
-
한계 1: 경로 탐색 어려움
- 물리 계층과 데이터 링크 계층은 같은 LAN 내에서만 통신 가능.
- 다른 네트워크와의 통신 경로를 결정할 수 없음.
-
한계 2: MAC 주소의 한계
- MAC 주소는 고유 식별자이지만 네트워크 간 위치를 특정하기 어려움.
- 네트워크 간 통신을 위해선 위치를 나타내는 IP 주소 필요.
3. 네트워크 계층의 주요 기능
3.1. IP 주소 체계
- 역할: IP 주소는 네트워크 계층에서 호스트의 위치를 식별하는 데 사용됩니다.
- 특징:
- MAC 주소와 달리, IP 주소는 논리적 주소로 네트워크 환경에 따라 유동적으로 변경 가능.
- MAC 주소 vs IP 주소:
- MAC 주소: 고정, NIC(Network Interface Controller)에 할당.
- IP 주소: 유동적, 네트워크 환경에 따라 할당.
3.2. 라우팅
- 정의: 라우팅은 패킷이 최적의 경로를 따라 다른 네트워크에 전달되도록 경로를 결정하는 과정.
- 라우터: 네트워크 계층에서 라우팅을 수행하는 대표적인 장비.
- 라우팅 프로토콜:
- 경로를 탐색하고 최적 경로를 결정하는 데 사용되는 규칙 및 알고리즘.
- 예: OSPF, RIP, BGP 등.
4. MAC 주소와 IP 주소 비교
| 항목 | MAC 주소 | IP 주소 |
|---|---|---|
| 역할 | NIC를 식별하는 물리 주소 | 네트워크 내 호스트의 논리 주소 |
| 유형 | 고정 (제조 시 할당) | 유동적 (네트워크 환경에 따라 변경) |
| 주소 범위 | LAN 내에서 사용 | 전 세계 네트워크에서 사용 |
| 주소 형식 | 48비트 (16진수) | IPv4: 32비트, IPv6: 128비트 |
| 변경 가능 여부 | 변경 불가 | 수동 또는 자동 변경 가능 |
5. IP 주소와 라우팅의 관계
- IP 주소는 네트워크 내에서 위치 정보를 나타내는 데 사용됩니다.
- 라우팅은 이 IP 주소를 기반으로 패킷을 전달할 최적 경로를 결정합니다.
- 택배의 예:
- 수신지: IP 주소 (목적지 네트워크).
- 수신인: MAC 주소 (네트워크 내 호스트).
- 택배가 배달될 때, 먼저 수신지 주소를 기반으로 경로를 결정하고, 최종적으로 수신인 정보를 이용해 전달.
6. 향후 학습 내용
- IP 주소 할당:
- 정적 할당: 사용자가 직접 설정.
- 동적 할당: DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 통해 자동 할당.
- 라우팅 프로토콜:
- 내부 네트워크: OSPF, RIP.
- 외부 네트워크: BGP.
- 라우터:
- 라우팅을 수행하는 핵심 네트워크 장비.
네트워크 계층은 네트워크 간 통신의 핵심입니다. 다음 강의에서는 IP 주소 체계 및 할당 방식에 대해 자세히 다루겠습니다.
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