네트워크 계층이란?

전 세계에는 수많은 네트워크가 있고 그 네트워크들은 서로 연결되어 거대한 인터넷을 이루고 있다. 오늘은 OSI 7계층 중 하나인 네트워크 계층에 대해서 알아보자.

• 앞서, 전 계층인 데이터 링크 계층에서는 이더넷 규칙을 기반으로 데이터 전송을 담당해 같은 네트워크에 있는 컴퓨터로는 데이터를 전송할 수 있지만, 인터넷이나 다른 네트워크로는 데이터를 전송할 수 없는 단점이 있었는데요,
• 예를들면, 데이터 링크 계층의 장비로는 네트워크 A의 컴퓨터 끼리는 데이터 전송이 되지만, 네트워크 A에서 네트워크 B나 C로는 데이터 전송이 안되는 단점이 있었습니다.
  

  이러한 문제를 해결하여 주소(IP)를 정하고, 경로를 선택해 패킷을 다른 네트워크 간에 보내 통신을 가능하게 하는 것이 바로 이 네트워크 계층의 역할입니다.

라우팅(routing)이란?

• 이 네트워크 계층에서는 다른 네트워크로 데이터를 전송하려면 라우터(router)라는 네트워크 장비가 필요한데요, 이 라우터(router)란 목적지가 정해지면 해당 목적지까지 어떤 경로로 가는 것이 좋은지 최적의 경로를 알려주는 역할을 하며 이러한 경로 탐색 과정을 라우팅 이라고 합니다.
  

이러한 라우팅은 네트워크가 정체 없이 최대한 많은 용량을 사용할 수 있도록 데이터 트래픽을 관리함으로써, 네트워크 장애를 최소화해 네트워크 통신의 효율성을 높이는 중요한 역할을 하게 되는거죠.

IP 주소란?

하지만 데이터를 보내려는 상대가 어디에 있는지 모르면 라우터도 목적지까지의 경로를 알려주지 못하는데요, 이 때 네트워크를 식별할 수 있는 주소를 IP 주소라고 합니다.

• IP 주소란 인터넷에 연결된 기기간 서로를 식별하는 값으로 우리가 실생활에서 우편물을 보낼 때 우편번호가 있어야 편지를 보내듯이, 이 IP 주소가 있어야 인터넷에 연결된 기기 간에도 서로 통신을 할 수 있게 됩니다.

IP 주소의 종류

이러한 IP주소에도 다양한 종류의 IP주소가 있는데 그 중 동적 IP 주소와 정적 IP 주소에 대해 알아 보겠습니다.

• 동적 IP주소는 시간이 지남에 따라 변화하는 IP 주소를 의미하며 유동 IP 주소라고도 하는데요, 동적 IP 주소는 인터넷 업체가 할당하며 장치를 재부팅하거나, 새로운 장치를 네트워크에 추가할때마다 변경되는 IP주소로, 대부분의 가정집에서는 동적 IP 주소를 사용하고 있습니다.
• 반면 정적 IP는 동적 IP 주소와 달리 변화하지 않는 IP 주소를 의미하며 고정 IP 주소라고도 하는데요, 주로 웹사이트를 호스팅하거나 이메일 서비스를 제공하는 서버에서 할당하며, 안정적인 인터넷 연결과 웹 주소의 일관성을 유지해야 하는 공공 기관에서 사용되기도 합니다.

IP(Internet Protocol)란?

IP(Internet Protocol)란 흔히 인터넷 프로토콜의 약자로 불리는데요, 인터넷에 연결되어 있는 모든 장치들(컴퓨터, 서버 장비, 스마트폰 등)을 식별할 수 있도록 각각의 장비에게 부여되는 고유 주소를 의미합니다. 우리가 오늘 알아보는 네트워크 계층도 이 IP라는 프로토콜이 있고, 이 IP가 있어서 라우팅이 가능한 것이라고 할 수 있죠.

• 네트워크 계층에서는 아래 계층인 데이터 링크계층이나 물리계층에 데이터를 보내는 캡슐화를 진행할 때는 데이터에 IP헤더가 추가되는데, 이렇게 만들어진 것을 IP패킷이라고 합니다. 여기서 패킷은 Pack과 bucket이 합쳐진 단어로 출발지 IP와 목적지 IP와 같은 행선지가 표시되어 있는데요, 우리가 우체국에서 소포를 보낼때 붙이는 송장과 소포 상자다 라고 생각하시면 될 것 같습니다.
  

  멀티플레이어 온라인 게임을 플레이하면 PC는 게임 서버 또는 호스트와 지속적으로 데이터의 '패킷'을 교환하는데, 이러한 패킷이 왕복하는 데 걸리는 시간을 핑이라고 합니다. 가끔 서버가 해외에 있어 클라이언트와 호스트 간의 패킷 이동이 제대로 이루어지지 않을때가 있는데 이러한 경우를 컴퓨터와 게임 서버 간에 교환되는 데이터의 손실인 패킷로스가 발생하기도 합니다.

서브넷(subnet)이란?

그럼 마지막으로 서브넷에 대해 알아보겠습니다. 맨 처음에 말했듯이, 전 세계에는 수백만 개의 네트워크가 존재하며 그 규모도 각기 다릅니다. 보통 네트워크의 규모가 크면 클수록 네트워크를 관리하고 유지하기는 더 어려워 지는데요, 이러한 네트워크가 작은 조각으로 분할된 네트워크 조각을 서브넷이라고 부릅니다. 이 때 네트워크 성능 개선을 위해 네트워크 관리자가 효율적으로 자원을 분할하는 것이 바로 서브네팅(Subnetting)이라고 합니다.

서브넷 마스크

그리고 이러한 IP 주소를 서브넷팅하면 어디까지가 네트워크 ID고 어디부터가 호스트 ID인지 판단하기가 어려울 때가 있는데 이 때 네트워크 ID와 호스트 ID를 판별하기 위해 사용하는 것이 서브넷 마스크다.