OSI 7 계층 - 네트워크 계층(Network Layer)

네트워크 계층(Network Layer)

 

데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 경로를 설정하여 빠르게 전달을 담당

 

• PDU(Protocol Data Unit) : 패킷(Packet)
  
  
• DNS(Domain Name System): Domain Name을 IP Address로 바꾸어 주거나 그 반대의 작업을 처리하는 시스템
  → 논리적 주소(www.naver.com)를 물리적 주소(1.123.4.56) 으로 변환
  
  
• 서비스 품질(QoS, Quality of Service)
  • 한정된 네트워크 자원 내에서 특정 트래픽이 일정 수준의 성능, 속도를 보장 받는 네트워크 기술
    
    

QoS(Quality of Service)

 

• NAT(Network Address Translation)
  • 외부에서 알려진 공인 IP 주소와 사설 IP 주소를 사용하는 내부 네트워크에서 IP 주소를 변환
  • 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 여러 대의 호스트가 인터넷에 접속 가능
  • 제한 된 수의 인터넷 IPv4 주소 문제를 해결하기 위해 개발
  • 주소 할당 방식
    • Static NAT: 공인 IP 주소와 사설 IP 주소가 1:1로 매칭되는 방식
    • Dynamic NAT: 여러 개의 공인 IP 주소 대비 사설 IP 개수가 많을 경우 사용
    • PAT(Port Address Translation): 공인 IP 주소 1개에 사설 IP 주소 여러개가 매칭되는 방식(1:N)
      
      
• 프로토콜
  • Internet: 실제 패킷을 전달하는 역할
    
    • IPv4
      • 가변 크기 헤더
      • 주소크기: 32bit
      • 표시 방법: 8비트씩 4옥텟 10진수 표시
      • 공인주소와 사설 주소가 있음
      • 서브넷 마스크 사용(Network ID와 Host ID로 구분)
      • 전송방식: 멀티캐스트, 유니캐스트, 브로드캐스트
        
        
    • IPv6
      
      • 고정 크기 헤더(40byte)
      • 주소크기: 128bit
      • 표시방법: 16비트 8부분 16진수 표시
      • QoS 지원
      • 보안 기능
      • 계층적 주소 할당 체계
      • 전송방식: 멀티캐스트, 유니캐스트, 애니캐스트
        
        
    • IPv4 / IPv6 전환 기술
      • 듀얼 스택: IPv4 및 IPv6 모두 지원하며 동시 처리 가능
      • 터널링: IPv6 패킷을 IPv4 패킷 속에 캡슐화
      • 주소 변환: IPv6 시스템이 IPv4 수신자가 이해 가능한 또는 헤더로 변환하는 기술
        
        
  • ICMP(Internet Control Message Protocol):
    비신뢰적인 IP 프로토콜의 단점을 보완하기 위해 IP 패킷 전송 네트워크에서 제어 메시지를 전송하고
    오류 및 진단 정보를 제어하기 위한 프로토콜
    
    
  • IGMP(Internet Group Management Protocol):
    호스트가 멀티 캐스트 그룹 구성원을 인접한 라우터에게 알리는 프로토콜
    
    
  • ARP(Address Resolution Protocol):
    IP 주소를 MAC 주소로 변환 (MAC 주소를 알 수 있음, 논리적 주소 → 물리적 주소)
    
    
  • RARP(Reverse Address Resolution Protocol):
    MAC 주소를 IP 주소로 변환 (IP 주소를 알 수 있음, 물리적 주소 → 논리적 주소)
    
    
• 장비
  • 라우터
    • 경로 설정(Path Determination)과 스위칭(Switching)을 하는 장비
    • 데이터 패킷이 목적지까지 이동할 때 최적의 경로를 판단하는 장비
      
      
      
      
  • 분류
    • 정적 라우팅 프로토콜(Static Routing Protocol): 관리자가 경로를 직접 지정하는 수동형 방식
    • 동적 라우팅 프로토콜(Dynamic Routing Protocol): 라우터가 스스로 경로를 동적으로 결정
      
      
      • 내부 게이트웨이 프로토콜(IGP, Interior Gateway Protocol): 내부 경로 설정 (내부 → 내부)
        • 거리 벡터 알고리즘(Distance Vector Algorithm):
          라우팅 테이블에서 목적지까지 가는 필요 거리 및 방향을 기록
          
          • RIP(Routing Information Protocol):
            HOP(홉)수 기반 라우팅 프로토콜(최대 15홉 / 30초마다 인접 라우터 공유, 상시)
            
            
        • 링크 상태 알고리즘(Link State Algorithm):
          라우터가 목적지까지 가는 경로를 SPF 알고리즘을 통해 모든 라우팅 테이블에 기록
          • OSPF(Open Shortest Path Firtst):
            다익스트라 알고리즘 기반 / 링크 상태 변화시에만 라우팅 정보 전송, 변화시에만
            
            
      • 외부 게이트웨이 프로토콜(EGP, Exterior Gateway Protocol): 외부 경로 설정 (외부 → 내부)
        • BGP(Border Gateway Protocol):
          RIP나 OSPF 등의 라우팅 방식에 비해 큰 망을 지원 Path Vector 기반 라우팅 프로토콜
          
          

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OSI 7 계층 - 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

 

OSI 7 계층 - 전송 계층(Transport Layer)