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
- 네트워크 경로를 계산 할 때 홉 수(hop count)를 기준으로 최적 경로 선택 (홉 수는 라우터가 목적지까지 가는 데 거쳐야 하는 라우터의 수를 의미)
- (홉 수 동일하다면) 비용이 적은 경로
- 홉 수가 15를 넘기면 불가능한 경로로 판단
- 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
- 최단 경로 트리(SPT)를 생성하여 라우터는 자신을 루트로 설정하고 각 목적지까지의 비용을 계산.
- 가장 낮은 비용의 경로가 최단 경로
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.
ʚȉɞ