<네트워크> 네트워크 계층(1)

1. 네트워크 계층의 역할

* 네트워크 간의 연결 구조

 - 다른 네트워크에 있는 목적지로 데이터를 전달하려면 네트워크 계층의 기술이 필요하다.

 

 - 지난 장에서 다룬 데이터 링크 계층에서는 이더넷 규칙을 기반으로 데이터 전송을 담당했다. 따라서 같은 네트워크에 있는 컴퓨터로만 전송이 가능했다.

 

 - 네트워크 A~C와 같이 네트워크 간 통신을 가능하게 하는 것이 네트워크 계층의 역할이다. 이 때 라우터라는 네트워크 장비가 필요하다.

 

 - 라우터는 해당 목적지까지 어떤 경로로 가는 것이 좋을지를 알려준다.

 

 - IP 주소: 랜에서는 MAC주소만으로 목적지를 판단했으나 네트워크 간에는 네트워크를 식별할 수 있는 별도의 주소가 필요하다.

 

 - 라우팅 : 목적지 IP 주소까지 어떤 경로로 데이터를 보낼지 결정하는 것

 

 - 라우팅 테이블 : 라우팅을 라우터가 하며 라우터는 경로정보를 등록하고 관리하는 라우팅 테이블을 갖고 있다.

 

* IP

 - 네트워크 계층의 IP(Internet Protocol)을 알아보자.

 

 - 네트워크 계층에서는 캡슐화 시 IP헤더를 붙인다. 여기에는 버전, 헤더 길이, 서비스 유형, 전체 패킷 길이, ID(일련번호), 조각 상태, 조각 위치, TTL, 프로토콜 헤더 체크섬, 출발지IP주소, 목적지IP주소 순서로 헤더 정보가 구성되어 있다. 여기서 중요한 것은 출발지와 목적지의 IP주소이다.

 

 - 이렇게 캡슐화된 데이터를 IP패킷이라고 한다. (데이터링크 계층 => 프레임, 네트워크 계층 => IP패킷

 

2. IP주소의 구조

* IP주소란

 - IP주소는 컴퓨터 네트워크에서 장치들이 서로를 인식하고 통신을 하기 위해 사용하는 특수한 번호이다.

 

 - IP주소는 인터넷 서비스 제공자(ISP)에게 받을 수 있다.

 

 - IP버전은 IPv4 와 IPv6가 있다.

 

 - 현재 주로 사용하고 있는 IPv4는 32비트로 주소를 약 43억개 만들 수 있으나, 인터넷이 널리 보급되면서 128비트로 구성된 IPv6의 필요성이 대두되고 있다.

 

 - 공인 IP 주소 : ISP가 제공하는 IP 주소

 - 사설 IP 주소 : IPv4 주소의 고갈에 따라 컴퓨터나 라우터에는 공인 IP 주소를 할당하고, 회사나 가정의 랜에 있는 컴퓨터는 사설 IP주소를 할당함.

 

 - 이 때 네트워크 관리자가 자유롭게 사설 IP 주소를 할당하거나 라우터의 DHCP기능을 사용하여 주소를 자동으로 할당한다.

 

 - DHCP : Dynami Host Configuration Protocol 약어로 주소를 자동으로 할당하는 프로토콜

 

* MAC 주소 vs IP 주소

 - MAC 주소는 48비트로 구분하기 쉽도록 16진수로 표시한다.

 

 - IP주소는 32비트로 구분하기 쉽도록 10진수로 표시한다.

 

 - 사람이 읽기 편하도록 보통 옥텟(8비트) 단위로 끊어서 표시한다.

 

 

 - 8비트의 범위인 00000000~11111111에 따라서 10진수로 한 옥탯당 0부터 255까지 숫자를 가질 수 있다.

 

 - IP주소는 네트워크ID와 호스트 ID로 나뉘는에 네트워크 ID는 어떤 네트워크인지를, 호스트ID는 해당 네트워크의 어느 컴퓨터인지를 나타낸다. 번역상 네트워크 주소, 호스트 주소라고 불리기도 한다. 그러나 다른 의미와 구분이 되지 않으므로 여기서는 ID를 사용하였다.

 

3. IP주소의 클래스 구조

* IP주소 클래스

 - IPv4의 IP주소는 32비트이다. 비트로 구분하지만 네트워크 ID를 크게하거나 호스트ID를 크게하며 네트워크 크기를 조정할 수 있다. 이 크기를 클래스라는 개념으로 구분한다.

 

클래스명	내용
A클래스	대규모 네트워크 주소
B클래스	중형 네트워크 주소
C클래스	소규모 네트워크 주소
D클래스	멀티캐스트 주소
E클래스	연구 및 특수용도 주소

 

 - 일반 네트워크에서는 A~C 클래스까지 사용할 수 있다.

 

 - A클래스 : 첫 8비트가 네트워크 ID이고 다음 24비트가 호스트 ID

 - B클래스 : 첫 16비트가 네트워크 ID이고 다음 16비트가 호스트 ID 

 - C클래스 : 첫 24비트가 네트워크 ID이고 다음 8비트가 호스트 ID 

 

 - 이 때 공인IP주소와 사설IP주소는 각각의 범위를 가진다.

 

클래스명	전체 IP주소 범위	사설 IP주소 범위	공인 IP주소 범위
A클래스	1.0.0.0~126.255.255.255	10.0.0.0~10.255.255.255	1.0.0.0~9.255.255.255 11.0.0.0~126.255.255.255
B클래스	128.0.0.0~191.255.255.255	172.16.0.0~172.31.255.255	128.0.0.0~172.15.255.255 172.32.0.0~191.255.255.255
C클래스	192.0.0.0~223.255.255.255	192.168.0.0~192.168.255.255	192.0.0.0~192.167.255.255 192.169.0.0~223.255.255.255

 

 - 전체 IP주소 범위에서 사설 IP주소 범위를 뺀 것이 공인 IP주소이다.

 

 - 주로 가정에서는 C클래스의 사설 IP주소를 사용한다.

 

 

---

 

 

참고

 

[Network] IP주소 클래스(A,B,C class)란?

 

모두의 네트워크

 

IP 주소 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전