네트워크 계층의 역할

연결 유형

• Connection - oriented

  • 송수신을 위한 연결통로를 만들고 데이터를 전송
  • 각 패킷에 대해 라우터는 경로를 다시 계산할 필요가 없다
  • 하나의 메시지에 속하는 모든 패킷이 전달된 후 연결은 종료된다
  
  

• Connectionless

  • 각 패킷은 상호 독립적으로 취급하며 패킷들 사이에 아무 관계가 없다

  • 같은 목적지로 전달됨에도 불구하고 서로 다른 경로를 통하여 전달될 수 있다

• IP는 비연결형 프로토콜로서 비연결형 서비스를 제공한다

• Network service

  • LAN은 일반적인 connectionless service를 제공하고 WAN은 connection-oriented service를 제공하는데 이러한 LAN과 WAN이 서로 연결되는 인터넷에서는 서비스를 연결형으로 제공할 것인가 아니면 비연결형으로 제공할 것인가를 결정해야 함

• Protocol

  • 각 서브 넷마다 사용하는 프로토콜 구조가 다른데, 인터넷에서는 각 서브 넷의 고유한 프로토콜을 유지하면서도 서로 통신할 수 있도록 해 주는 연결 방법 필요

• Addressing

  • 각 sub network 마다 사용하는 주소 구조가 다르므로 이러한 기존의 주소 체계는 인터넷에서는 사용이 곤란하므로 제 3의 공통 주소 구조 필요
    • Ethernet을 통한 인터넷에 접속된 노드 : 48bit의 Ethernet Hardware 주소 + 32 bit IP 주소

• Routing

  • 각 서브넷 마다 routing 기법이 다른데 이러한 서브넷이 서로 연결된 인터넷에서 어떻게 목적지까지 정확하게 패킷을 전달할 수 있는가에 대한 고려
    • 각 서브넷의 고유한 routing 기법은 그대로 유지해야 한다
    • 서브넷 내에서는 고유한 물리주소를 사용해서 routing
    • 망과 망을 연결하는 라우터에서는 IP 주소를 사용해서 routing

• Quality of Service

  • 자신이 접속된 서브넷에게 자신이 원하는 QoS (원하는 지연시간 한계, 비용 한계, 우선순위, 보안 수준, 허용 에러율)를 요청하고 각 서브넷은 종단시스템의 요구사항을 재조정하는 기능이 있음
  • 다양한 QoS 방식을 갖는 서브넷이 연결된 인터넷에서 종단 시스템은 자신에게 허용될 수 있는 QoS를 알 수 있고 또한 지정할 수 있어야 한다

네트워크 계층의 책임

• 여러 링크를 통한 전달 문제 해결
• 호스트 대 호스트 전송 책임
• 라우터 또는 교환기를 통한 패킷 라우팅 책임

Packetizer Module

• 헤더 추가 모듈
  • 상위 계층으로부터 받은 데이터와 목적지 IP 주소를 받은 뒤 IP 헤더를 추가하여 IP 데이터그램 내에 캡슐화한다

• 처리 모듈
  • IP 패키지의 핵심으로 먼저 목적지 주소가 루프팩 패킷인지 혹은 최종 목적지에 도착하였는지 검사한다. 이럴 경우 재조립 모듈로 보내진다
  • 만약 노드가 라우터라면 TTL (Time To Live)을 1 감소시킨다. 이 값이 0 이하면 데이터 그램은 폐기된다

• 단편화 모듈
  • 단편화 모듈은 MTU (Max Transmit Unit) 테이블을 참조하여 해당하는 인터페이스 번호의 MTU를 찾는다. 만약 데이터 그램의 길이가 더 크다면 단편화하고 각 단편에 헤더를 붙인 후 주소 해석과 전달을 위하여 ARP 패키지에 보낸다

• 재조립 모듈
  • 재조립 테이블을 사용하여 단편들을 재조립한다
  • 재조립 모듈은 단편이 속한 데이터 그램을 찾고 같은 데이터 그램에 속한 단편의 순서를 맞추고 모든 단편이 다 들어온 후 재조립하는 것이다
  • 타임아웃이 만료되었는데도 아직 들어오지 않는 단편이 있으면 모듈의 모든 단편을 폐기한다