모두의 네트워크 5단원-1

단원 - OSI 계층 중 3계층(아래에서), 네트워크 계층.

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17강. 네트워크 계층의 역할

한줄 요약: 데이터 링크 계층이 커버할 수 없는 원거리간의 통신을 지원한다.

2계층 데이터 링크의 한계: 같은 네트워크로 연결되어 있다면, 이더넷을 사용해서 통신할 수 있다.
그러나, 네트워크가 아예 다르다면 데이터 링크로는 통신할 수 없다.

(실생활 예시: 같은 집 안에서라면, 가족끼리 육성으로 소통할 수 있다.
그러나 가족이 대전과 서울에 나눠져 산다면, 두 공간 사이에는 육성 소통이 불가능하다.
통신을 하려면, 별도로 두 집을 연결할 수단-전화, 메시지 등-이 반드시 필요하다.)

이 문제를 해결하는 것이 네트워크 계층의 역할이며, '"라우터"/'Router"가 반드시 필요하다.
라우터의 기능: 목적지 정보가 존재할 경우, '어떤 경로로 데이터를 보내는 것이 최선인가?'를 알려준다.
단, 라우터는 목적지 정보를 보유하고 있지 않으며, 별도로 입력받아야 한다.
이 때, 어느 경로가 최선인지를 계산하는 과정을 라우팅/Routing이라고 한다.

(실생활 예시: 라우터는 내비게이터와 같다.
내비게이터는 여행하는 목적지까지의 최단/최선 경로를 알려준다.
그러나, 목적지를 입력하는 것은 사용자가 해야 한다.
목적지까지 최선 경로를 계산하는 과정을 내비게이팅이라고 한다.)

IP 주소: 라우터가 필요한 목적지의 정보. 하나의 컴퓨터/공유기에 단 하나만 주어진다.
IP는 해당 컴퓨터/공유기가 '어느 네트워크의 어느 컴퓨터인지'를 알려준다.

(실생활 예시: 도로명 주소 = IP 주소.
천신로7가길 25와 배알10로 25라는 2가지 주소가 있다.
두 주소는 뒤의 번지수는 같지만, 앞의 도로명이 다르다.
따라서, 두 집은 다른 집이다.
또한, 다른 도로명을 사용하면 번지수가 같더라도 상관이 없다. 대분류가 다른 주소이기 때문이다.)

네트워크 계층의 캡슐화: 이 계층에서도 통신 시 헤더가 부착된다. 
데이터 링크 계층에서는 캡슐화된 데이터를 프레임이라고 불렀으나,
네트워크 계층에서는 IP를 사용해 캡슐화된 데이터를 'IP 패킷' 이라고 부른다.

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18강. IP 주소란 무엇인가?

한줄 요약: 한 대의 컴퓨터나 공유기에 1개만 주어지는, 전용의 주소.

IP 주소의 버전: IPv4 VS IPv6
전자는 현재 자주 사용되는 IP주소 버전이며, 후자는 전자를 보완하기 위한 새로운 버전이다.
인터넷 보급 가속화로 인해, 전자가 제공할 수 있는 주소 개수가 부족해지자 도입된 것이 후자이다.

IP 주소의 종류: 공인 IP VS 사설 IP
공인 IP: 일반적으로 컴퓨터나 공유기 1대에 1개씩만 주어지는 정식 IP이다.
1대에 1개씩만 주어지므로, 공인 IP는 중복될 수 없고 중복되어서도 안 된다.
(실생활 예시: 도로명 주소에서, 동일한 도로명주소가 존재해서는 안 된다.)

사설 IP: 공인 IP 부족을 해결하기 위한 방법이다.
첫째. ISP를 통해 인터넷 선을 열고, 개방된 선과 공유기를 연결한다.
둘째. 연결된 공유기는 공인 IP 주소를 배정받는다.
셋째. 공유기에 사용하는 전자기기들을 연결해 네트워크를 만든다.
넷째. 공유기는 공유기 네트워크 '내부에서만' 사용되는 임시 IP 주소를 발급한다.
다섯째. 이 사설 IP는 공인 IP가 아니므로 중복 금지 대상이 아니며, 따라서 모든 공유기가 같은 IP 번호를 사용할 수 있다.

이 과정에서, 공유기가 자동으로 사설 IP주소를 할당하게 하는 프로토콜을 DHCP 프로토콜이라고 한다.

IP 주소의 형태: 32비트로 구성되며, 8비트/1옥텟씩 4개로 나뉜다.
사람이 알아보기 쉽도록, 8비트의 2진수를 10진수로 변형하여 표시한다.
(예시: 192.168.0.1)

또한, 앞의 8비트 주소 2자리는 네트워크 ID, 뒤의 2자리는 호스트 ID로 나뉜다.
전자는 '해당 기기가 소속된 네트워크', 후자는 '소속된 네트워크의 특정 컴퓨터'를 나타낸다.
(예시: 천신로7가길 25라는 도로명 주소가 있다.
천신로7가길은 해당 길이 위치한 도로의 명칭(=네트워크의 명칭)을 나타낸다.
25는 해당 도로의 특정한 위치를 나타낸다.)