10. 네트워크 계층

■ Network Address/ Host Address
Host Address : Subnetwork에서 사용하는 주소
Network Address : Subnetwork 식별 주소

■ Routing
다른 Subnet에 있는 Device와의 통신을 위한 길 찾기

 

 

■ Network Layer

- 하나 이상의 네트워크 : 여기서는 라우터 혹은 게이트웨이를 거쳐가는 것으로 봐도 될 것이다.
- 비연결성 기반 Packet 전송

여기서 비연결성이란? - 물리적으로 선이 연결되지 않았다. 라는 뜻이 아니다.  - 어떠한 사전 호출 / 연결 설정행위 없이도 두 호스트 시스템간에 트래픽을 교환할 수 있는 방식 - 즉, 전송 전에 미리 연결을 설정하지 않는 방식으로 호 설정을 위한 절차가 없음 - 결론: 패킷을 보낼 길을 어디로? 상황마다 바뀌니까 지금 길 셋팅하지마(비연결!). 시작할 때 연결할거야~

 

- Subnetwork을 넘어 Packet 전송

- 패킷 : 3계층 네트워크 레이어에서는 데이터를 packet이라고 부름 

- 패킷 : 가변적이다. 참고로 2계층 프레임은 상대적으로 고정적인 크기를 가진다. 

 

■ 위의 사진

- 서브넷은 서브넷을 포함하는 구조. 즉 계층화 되어 있다.

 

■ Connection oriented

- 써킷 스위칭을 생각하자. 끊을 때까지 동일한 하드웨어 연결이 되어 있다. 실제로!

- 우리가 자동차로 부산을 갈 때 경부고속도로만 탈 때의 모습이라 생각하자.

 

■ Connectionless

- 라우터가 어떤 경로를 타고 패킷을 보낼지 모를 때. 

- 부산으로 갈 때 경부고속도로만이 아닌, 다른 여러가지 길을 이용해서 가는 거라 생각하자. 

 

■ 후속 처리를 하지 않음

- 재전송을 하지 않는다. (요구가 있기 전까진!)

- 실시간 방송을 생각하자. 방송을 듣다가 터널로 진입하고 나왔을 때, 방송이 중간에 끊긴다. 그리고 현재 방송중인 위치에서 시작된다. (갑자기 화면이 현재 스트리밍 위치로 바뀐다.) 중간에 끊긴 곳은 버려진다!

 

■ 위 그림 설명

- layer N은 커넥션레스다.

- layer N+1은 커넥션 오리엔티드다. 즉, N계층에서 커넥션레스 (재전송을 안함)이라면, 윗계층에서는 재전송을 해줘야 한다. (N계층에서 수행하지 못한 행동을 윗계층이 해줘야하기 때문!)

- 결론 : N계층에서 재전송을 안해준다? 그러면 N+1상위계층에서 해줘야한다.

 

■ 중복되지 않는 주소를 가짐

- 최종목적지까지 갈 수 있는 주소!

- 계층적 구조

 

■ IPv4

- 2^32 개 = 약 40억개

- D, E 클래스는 특수용도.

 

■ IPv4 구조 (호스트주소, 네트워크주소)

■ Network Address : Subnetwork 

- 식별 주소

- 서브넷을 찾는데 쓰임

 

■ Host Address :

- Subnetwork에서 사용하는 주소

- 서브넷 안, 디바이스를 찾는데 쓰임

 

■ 서브넷 마스크

- 네트워크 어드레스를 구분하는 용도.

 

■ CIDR 로테이션

- 예를들면 255.255.255.0 로 아이피를  표현할 때,  뒤에 /8    /16    / 24와 같이 붙이는 것. 나중에 자세히 설명함.

- 어디까지가 네트워크 주소인지 알수 있는 표기법이라 생각하자.

 

■ IPv4의 갯수가 부족해서 쓰는 것.

- 주소가 부족해서 쓰는 특수한 IP들이라 생각하자. 

 

■ IPv4의 갯수가 부족해서 쓰는 것.

- 주소가 부족해서 쓰는 특수한 IP들이라 생각하자. 

 

■ IPv4의 갯수가 부족해서 쓰는 것.

- 주소가 부족해서 쓰는 특수한 IP들이라 생각하자. 

- 위의 3개의 PPT에 나온 Special address block 가  말하는 것은, 특수한 용도, 혹은 내부에서만 쓰는 개인 네트워크(private network address)를 지칭한다 생각하자. 아래에서 좀 더 자세히 설명함.

 

■ 위 그림 설명

- 맨 왼쪽은 전부 192.168.1.1 이다. 즉, 내부에서만 쓰는 IP이다.

- 내부 안(LAN)에서 통신할 때는 이 주소를 쓴다.

- 그러나 밖으로 나갈려면? 게이트 웨이, 혹은 라우터를 통해 나간다.

- 이 때 192.168.1.1 에서 출발하는 데이터들은 게이트웨이나 라우터를 통해 공인주소로 바뀐다.

- 즉 외부통신용 주소, 내부통신용 주소를 나눈 모습이라 생각하자.

 

■ 참고만 하자.

 

■ IPv6

- 16바이트 (IPv4는 8바이트다. 2배 늘어났다.)

- 2&128승 = 아주 많다!

- Ipv4와 마찬가지로 계층적이다. 네트워크 주소, 호스트 주소가 나뉘어서 계층적!

 

■ IPv6 구성

- fe80 : 네트워크 주소다. 

- 그 뒤의 aaaa  bbbb  cccc dddd : 호스트 주소

- 개념적으로 이렇게 보인 것일 뿐. 실제 모습은 다르다. 

- 결론은 네트워크주소, 호스트 주소로 나뉘는 것만 기억하자. 

 

■ Link-local address autoconfiguration

- interface ID : 하위 8바이트(64비트) : NIC, 즉 MAC주소를 말함. 이 맥어드레스를 호스트 주소로 쓰는 모습이다.

- 즉, IPv6는 맥주소를 써서, IPv4가 가지는 IP부족을 해결함

- 최상위 10비트를  [  1111 1110 10  ] 의 의미는, 이러한 맥주소 규칙 방식으로 만들어진 것이다. 라고 말하는 것.

 

■ IPv6를 사용하는 이유

- Uniqueness : 맥주소를 써서 아주 특별한 아이피, 즉 겹치지 않는 주소를 쓴다는 의미

- Router Solicitation : 라우터를 완전히 분리시키겠다. 라우터 간의 충돌을 줄일 수 있다.  

 

 

■ IPv6 를 점점 더 수정하고 보완하고, 맞게 만드는 모습이다. 라고 생각하자.

 

■

- 앞의 ff00, ff10, ff02, 2000, fe80 등을 통해 주소의 용도를 구별하는 모습이다. 정도로 생각하자.

- 즉 주소를 어떤 방식으로 구별할지 만드는 모습이다.

 

■ 데이터가 가는 모습

- 네트워크 레이어는 최종목적지까지 데이터가 가는 것을 책임진다. 라는 것만 기억하자.

 

■ 메세지 포워딩 

- 네트워크 레이어는 최종목적지까지 데이터를 전달한다. 

- 충돌없는 주소체계를 가지고 데이터 전달!

- 패킷은 3계층에서 쓰는 용어 기억하자!

 

 

■학습정리

1. Network Layer

• Connectionless communication
• 다른 subnet의 디바이스와의 통신

2. IPv6

• 128bit 주소체계
• Global uniqueness