[Network] 네트워크 계층의 역할
네트워크 간의 연결에 대해 알아보자.
다른 네트워크에 있는 목적지로 데이터를 전달하려면 OSI 모델의 네트워크 계층의 기술이 필요하다.
데이터 링크 계층은 이더넷 규칙을 기반으로 데이터를 전송한다. 이더넷 규칙에 따라 같은 네트워크에 있는 컴퓨터로 데이터를 전송할 수 있지만, 인터넷이나 다른 네트워크로는 데이터를 전송할 수 없다.
이때 네트워크 간의 통신을 가능하게 해주는 것이 네트워크 계층의 역할이다. 이 계층을 통해 다른 네트워크로 데이터를 전송하려면 라우터
(router)라는 네트워크 장비가 필요하다.
라우터는 데이터의 목적지가 정해지면 해당 목적지까지 어떤 경로로 가는 것이 좋은지 알려주는 기능을 한다. 또 라우터에는 라우팅 테이블(routing table)이 있어서 경로 정보를 등록하고 관리한다.
다른 네트워크로 데이터를 전송 할 때 IP 주소로 목적지를 지정하는 것뿐만 아니라 데이터를 어떤 경로로 보낼지도 결정해야 한다. 이처럼 목적지 IP 주소까지 어떤 경로로 데이터를 보낼지 결정하는 것을 라우팅(routing) 이라고 한다.
이 라우터를 사용하여 거리에 관계 없이 다른 네트워크로데이터를 보낼 수 있다.
IP(Internet Protocol)
네트워크는 네트워크를 식별할 수 있는 주소를 지닌다. 이것을 'IP(Internet Protocol)' 이라 부른다. LAN 안에서는 MAC주소만으로도 통신할 수 있지만 네트워크 간에 통신을 하려면 IP 주소가 필요하다. IP주소는 어떤 네트어크의 어떤 컴퓨터인지 구분할 수 있도록 하는 주소다. 이 IP 주소가 있어야 다른 네트워크에 있는 목적지를 지정할 수 있다.
네트워크 계층에서 캡슐화 할 때 IP헤더를 붙인다.
헤더정보는 버전, 유형, 패킷 길이 등 다양한 정보가 들어가지만 여기서 꼭 기억해야 한다면 출발지와 목적지의 IP 주소가 포함되어 있다는 것이다.
이처럼 IP 프로토콜을 사용하여 캡슐화할 때는 데이터에 IP헤더가 추가되는데 , 이렇게 만들어진 것을 IP 패킷이라고 한다.
IP 주소는 어떻게 받나요?
IP 주소는 인터넷 서비스 제공자(ISP)에게 받을 수 있다. 누구나 집에서 인터넷을 하기 위해 계약한 통신사가 있을 것이다. 이 통신사가 ISP다.
IP 버전에는 IPv4, IPv6가 있다.
IPv4 주소는 32비트로 되어 있어서 IP 주소를 약 43억 개 만들 수 있는데, 처음 IP 주소를 만들 때는 43억 개면 충분하다고 예측했다고 한다. 하지만 인터넷이 널리 보급 되면서 IP 주소가 부족해졌고 , IPv6 주소를 사용하게 되었다. IPv6는 128 비트로 되어 있어서 IPv4 주소보다 많은 IP 주소를 만들 수 있다.
IPv6로 만들 수 있는 IP 주소는 약 340 간(澗) 개 라고 하는데 , 340조의 1조 배의 1조 배로 사실상 무한대라고 생각하면 된다.
공인 IP주소와 사설 IP 주소
IP 주소에는 공인 IP 주소와 사설 IP 주소가 있다. 참고로 공인 IP 주소는 ISP가 제공한다.
IP 주소가 둘로 나뉘는 이유는 IPv4 주소의 고갈때문이다. 그래서 인터넷에 직접 연결되는 컴퓨터나 라우터에는 공인 IP주소를 할당하고, 회사나 가정의 LAN에 있는 컴퓨터는 사설 IP 주소를 할당하는 정책을 사용하고 있다.
예를 들어 랜 안에 컴퓨터가 여러 대 있다면 공인 IP 주소는 사용할 수 있는 숫자가 제한되므로 컴퓨터 한 대당 공인 IP 주소를 하나씩 할당하기가 어렵다. 그래서 우선 ISP 가 제공하는 공인 IP 주소는 라우터에만 할당하고 LAN 안에 있는 컴퓨터에는 랜의 네트워크 관리자가 자유롭게 사설 IP 주소를 할당하거나 라우터의 DHCP 기능을 사용하여 주소를 자동으로 할당하고 있다.
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)의 약어로 IP 주소를 자동으로 할당하는 프로토콜이렇게 하면 공인 IP 주소를 절약할 수 있고 공인 IP 주소 한 개로 LAN 안에 있는 컴퓨터들에 인터넷을 모두 연결할 수 있다.