OSI(Open System Interconnection) 7계층

3️⃣ 네트워크 계층(Network Layer)

네트워크 계층은 개방 시스템 간의 네트워크 연결을 관리하며, 경로 제어, 패킷 교환, 트래픽 제어 드으이 기능을 수행한다.

네트워크 계층의 프로토콜

• ARP(Address Resolution Protocol) : IP 네트워크상에서 IP주소를 MAC주소(물리 주소)로 변환하는 프로토콜, IP → MAC
• RARP(Reverse Address Resolution Protocol) : ARP와 반대로, 인터넷 환경에서의 호스트 상호 간 통신에서 연결된 네트워크 접송 장치의 MAC(물리적) 주소를 이용하여 IP 주소를 찾는 인터넷 계층의 프로토콜로, 역순 주소 결정 프로토콜이라고도 불림, MAC → IP
• ICMP(Internet Control Message Protocol) : IP와 조합하여 통신중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로의 변경등을 위한 제어 메세지를 취급하는 무연결 전송용 프로토콜로 Ping-of-Death에서 사용함
• IGPM(Internet Group Management Protocol) : 인터넷 그룹 관리 프로토콜은 호스트 컴퓨터와 인접 라우터가 멀티태스킹 그룹 멤버십을 구성하는 데 사용하는 통신 프로토콜

IP(Internet Protocol) Address

IP 주소는 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터 자원을 구분하기 위한 고유한 주소이다.

IPv4(Internet Protocol version 4) :

• 8bit 씩 4부분, 총 32bit로 구성됨
• 네트워크 부분의 길이에 따라 A 클래스에서 E 클래스까지 총 5단계로 구성되어 있음
• Subnetting(서브네팅) :
  • 할당된 네트워크 주소를 다시 여러 개의 작은 네트워크로 나누어 사용하는 것
  • 4바이트의 IP 주소 중 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하기 위한 비트를 서브넷 마스크(Subnet Mask)라고 하며, 이를 변경하여 네트워크 주소를 여러 개로 분할하여 사용

IPv6(Internet Protocol version 6) :

• 현재 사용하고 있는 IP 주소 체계인 IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발됨
• 16bit 씩 8부분, 총 128bit로 구성됨
• 각 부분을 16진수로 표현하고, 콜론(:)으로 구분함
• 인증성, 기밀성, 데이터 무결성의 지원으로 보안 문제를 해결할 수 있음
• IPv6의 주소 체계 :
  • Unicast(유니캐스트) : 단일 송신자와 단일 수신자 간의 통신(1 대 1 통신)
  • Multicast(멀티캐스트) : 단일 송신자와 다중 수신자 간의 통신(1 대 다 통신)
  • Anycast(애니캐스트) : 단일 송신자와 가장 가까이 있는 단일 수신자 간의 통신(1 대 1 통신)
    

Routing Protocol (경로 제어 프로토콜)

경로 제어는 송 ∙ 수신 측 간의 전공 경로 중에서 최적 패킷 교환 경오를 결정하는 기능이다.

• 경로 제어는 경로 제어표를 참조해서 이우러지며, 라우터에 의해 수행 됨
• 대표적인 경로 제어 프로토콜 : IGP(RIP, OSPF), EGP(BGP)

IGP(Interior Gateway Protocol, 내부 게이트웨이 프로토콜) :

• 하나의 자율 시스템(AS) 라우팅에 사용되는 프로토콜
• RIP(Routing Information Protocol) :
  • 현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜로 거리 백터 라우팅 프로토콜이라고도 불림
  • 최단 경로 탐색에 Bellman-Ford 알고리즘을 사용
  • 소규모 동종의 네트워크(자율 시스템, AS) 내에서 효율적인 방법
• OSPF(Open Shortest Path First protocol) :
  • RIP의 단점을 해결하여 새로운 기능을 지원하는 인터넷 프로토콜
  • 인터넷 망에서 이용자가 최단 경로를 선정할 수 있는 라우팅 정보에 조드 간의 거리 정보, 링크 상태 정보를 실시간으로 반영하여 최단 경로로 라우팅을 지원
  • 대규모 네트워크에서 많이 사용
  • 최단 경로 탐색에 Dijkstra(다익스트라) 알고리즘을 사용

EGP(Exterior Gateway Protocol, 외부 게이트웨이 프로토콜) :

• 자율 시스템(AS) 간의 라우팅, 즉 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜
• BGP(Border Gateway Protocol) :
  • 자율 시스템(AS) 간의 라우팅 프로토콜로, EGP의 단점을 보완하기 위해 만들어진 프로토콜
  • 초기에 BGP 라우터들이 연결되 때에는 전체 경로 제어표(라우팅 테이블)를 교환하고, 이후에는 변화된 정보만을 교환

참고,
길벗알앤디. 『정보처리기사 실기 단기완성』. 길벗. 2023.
NCS 정보처리기술사 연구회. 『수제비 2023 정보처리기사 실기』. 건기원. 2023.