네트워크 계층 (1)

네트워크와 주소

TCP/IP의 주소 구조

- 네트워크 접속 계층

 : 물리주소(MAC)

- 네트워크 계층

 : IP주소

- 전송 계층

 : 포트주소 (같은 컴퓨터에서 프로그램을 식별하는 번호, 물리적 포트 / 논리적 포트)

- 응용 계층

 : 프로세스

 

 

물리주소 (MAC Address)

- 링크 주소 또는 통신망에 정의 된 노드의 주소

- 6바이트(48비트) 주소

- ifconfig /all 명령어로 확인 가능

 

 

인터넷 주소 (IP Address)

- 호스트를 식별할 수 있는 주소

 : IPv4 (32비트 주소 체계)와 IPv6 (128비트 주소 체계)로 나뉨

- 사설 IP

 : 공중 인터넷 망을 통해 접속할 수 없는 내부 네트워크 주소

 : 외부와 통신시 라우터 등을 통해 NAT방식으로 공인 IP로 변환한 후 인터넷 접속

 : NAT (외부 네트워크에서는 공인IP / 내부 네트워크에서는 사설 IP를 이용하여 내ㆍ외부 네트워크를 교환하는 방법)

- 공인 IP

 : 전 세계 네트워크와 통신할 수 있는 공인된 유일한 주소

 : ICANN에서 국가별 IP 대역 관리 (우리나라에서는 KISA에서 관리)

 

 

포트주소 

- 하나의 IP 주소에 개별적으로 부여된 통신 프로세스

 : 하나의 IP 주소 내에서 통신하는 프로세스를 식별하기 위해 사용

- TCP와 UDP 프로토콜 사용

 

 

 

네트워크 계층

네트워크 계층

- 서로 다른 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 계층

 : 라우터 필요

- 데이터 전송과 경로 선택 기능 제공

 : 라우팅 프로토콜 이용

 : 노드의 주소를 바탕으로 전송하는 데이터링크와 달리 주소 변동없이 전송

- 주소

 : LAN (MAC주소를 통해 통신)

 : LAN to LAN (IP주소를 통해 통신)

- 데이터 단위

 : 데이터링크 계층 (프레임)

 : 네트워크 계층 (패킷)

 : 전송 계층 (세그먼트)

- 기능

 : 논리 주소 지정 / 라우팅 / 주소변환 / 다중화 / 패킷 순서 제어

=> 스위칭 (데이터 전송을 위해 물리적 경로를 임시로 연결하여 링크 연장)

=> 라우팅 (복수의 경로일때 최적의 경로를 찾는 것)

 

 

IP 지원 프로토콜

- ICMP

 : IP의 비연결형 서비스와 비 신뢰적인 데이터그램 전송 서비스 특성을 보완한 프로토콜

 : 메시지 유형 포맷, 오류 보고 메세지, 질의 메세지로 구성

- IGMP

 : 그룹 단위로 메세지 전송 (멀티캐스트와 브로드캐스트 응용)

 

 

생존 시간 (TTL)

- IP패킷 전달 및 DNS 캐싱 등의 생존 시간

 : 0이 된 패킷은 제거

 : 패킷이 라우팅 되면서 남아있는 라우팅의 갯수를 표시

 : IP패킷 헤더에 하나의 필드로 존재 (8bit)

- 크기

 : 최대 255bit로 8bit의 한계를 가짐 (IANA에서는 64bit할당을 제안)

 

 

DHCP(동적 호스트 설정 프로토콜)

- 동적 주소 할당

 : 제한된 시간동안 임시 IP 주소 제공

 : DHCP서버에 요청하여 정적 DB를 검사하고 요청한 주소가 정적 DB에 존재할 경우 클라이언트에 영구 IP주소 반환

- 정적 주소 할당

 : DHCP 클라이언트 정적 서버에 요청하고 검사하여 반환 

 

 

NAT 

- 네트워크 주소 변환 (Network Address Translation)

 : 외부로 부터 내부 네트워크 보호

 : ISP 변경에 따른 내부 IP 변경 최소화 (라우터에 주어진 공인 IP하나로 외부와 연결 / 내부에서는 사설 IP로 사용)

- 모든 데이터는 NAT 라우터를 통과 

 

 

IP 프로토콜
- 컴퓨터간의 통신을 위한 비연결형 네트워크 계층 프로토콜
- 비연결형 서비스

 : 각 데이터그램을 독립적으로 처리하고 수신지까지 다른 경로로 전송가능 
 : 송수신자간 논리적인 연결을 확립하지 않고 데이터 전송
 : 신뢰성이 낮지만 전송속도가 빠름
 : IP는 TCP/IP 네트워크를 통해 전송하는 데이터의 기본단위를 정의하며 라우팅 기능 수행


데이터그램의 구조
- 데이터그램 : 네트워크 계층의 패킷
- 가변길이에 헤더와 데이터 부분으로 구성
- 버전 : 4bit
         : 인터넷 버전을 규정. 현재는 4
- 헤더길이 : 4bit
               : 응용프로그램에서 어디서 데이터를 발견할 수 있는지 알 수 있음
- 서비스유형 : 8bit
                 : 3bit 우선순위, 4bit 서비스타입, 1bit 예약
                 : TOS(Type of Service) 
                  = 통신의 품질을 결정하는 필드
                  = QoS기능을 제공하기 위해 고안된 서브 필드
- 식별 : 16bit
         : 데이터그램의 고유 번호
- 플래그 : 3bit 
            : 분할한 IP패킷의 재결합 
- 단편 오프셋 : 13bit
                  : 재결합할때 플래그 필드와 식별필드와 결합하여 사용
- TTL : 라우터를 통과할때마다 1씩 감소. 0이 되면 폐기
- 프로토콜 : 8bit 
               : 상위계층의 프로토콜이 무엇인지 정의
-검사합 (checksum / 16bit) 
- 송신지주소(32bit) / 수신지주소(32bit) / 옵션(가변 길이)