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Network Layer, Internet

#network #layer3

참고 자료

1. 네트워크 계층이란? 네트워크란? 인터넷 이란?

네트워크 계층이란 무엇인가요?

[cloudflare]
네트워크 계층은 OSI 모델에서 계층 3 이며, 상이한 네트워크들 간의 라우팅 및 데이터 전송을 담당합니다.

네트워크란 무엇인가요?, 인터넷이란 무엇인가요

[cloudflare]
네트워크는 두 대 이상의 연결된 컴퓨팅 장치의 그룹을 말합니다.

네트워크에 연결된 컴퓨터는 서로 데이터를 전송할 수 있습니다. 컴퓨터 네트워크는 마치 서로 알고 정보를 주고받으며 함께 활동하는 소셜 서클 과 같습니다.

보통 하나의 네트워크에 있는 모든 장치는 중앙에 있는 하나의 허브 (e.g. 라우터)에 연결된 경우가 많습니다. 네트워크에는 해당 네트워크를 작게 구분한 서브네트워크가 포함되기도 합니다.

인터넷은 네트워크의 네트워크라고 생각할 수 있습니다. 이러한 인터넷이 동작하는 가장 중요한 두가지 컨셉은 패킷 과 프로토콜입니다.

인터넷이란 무엇인가요?

[널널한 개발자]
인터넷은 가장 대표적인 네트워크의 한 종류입니다. 인터넷을 구성하는 요소중 가장 중요한것 두가지는 라우터와 DNS 입니다.

host-switch-network.png

인터넷이 동작하도록 하는 physical infrastructure에는 어떤것이 있나요?

[cloudflare]
다양한 하드웨어와 infrastructure 가 인터넷을 구성합니다. 가장 중요한 것들은 다음과 같습니다. - 라우터, 스위치, 웹 서버

2. 라우터란? 스위치란? 웹 서버란?

라우터란?

[cloudflare]
라우터는 목적지 (IP 주소)를 기반으로 네트워크간 패킷 포워딩을 수행합니다. 라우터는 인터넷의 트래픽이 올바른 네트워크로 향하도록 하는 교통 경찰 (traffic cop)과 같습니다.

[널널한 개발자]
라우터는 경로 찾기Routing를 목적으로 하는 L3 스위치입니다.

호스트란? 엔드포인트란?

[널널한 개발자] 호스트 - 네트워크에 연결된 컴퓨터 엔드포인드 - 네트워크를 이용하는 호스트 - e.g. Peer, Server, Client, Web Server, ... 스위치 - 네트워크 자체를 이루는 호스트 - e.g. Router, Firewall, IPS ...

스위치란?

[cloudflare]
스위치는 네트워크를 공유하는 기기(device)를 연결합니다. 스위치는 올바른 기기에 패킷을 전달하는 패킷 스위칭 Packet Switching을 수행합니다.

웹 서버란?

[cloudflare]
웹 서버는 웹 페이지, 이미지, 비디오와 같은 컨텐츠를 저장하고 제공하기 위한 목적의 호스트입니다. 웹 서버는 또한 DNS 쿼리에 응답하는 등의 인터넷이 동작하도록 하는 중요한 역할등을 합니다.

DNS 에 대해서는 다른 문서에서 추가적으로 이야기 하겠습니다.

2. 네트워크 계층의 데이터 단위 - 패킷!

패킷이란?

[cloudflare]
인터넷을 통해 발송되는 모든 데이터는 패킷이라는 작은 조각으로 나뉘어집니다. 패킷에는 패킷에 대한 메타데이터를 담는 헤더와 데이터 자체를 담은 바디로 두 부분이 있습니다.

네트워크 계층은 패킷을 보낼 때 헤더를 추가하며 (encapsulation) 패킷을 받을 때 헤더를 이용해 패킷 처리 방법 (decapsulation or forwarding)을 이해할 수 있습니다.

헤더에는 각 패킷의 내용, 출발지, 목적지에 대한 정보가 포함됩니다. 예를 들어 IP 헤더에는 각 패킷의 IP 주소, 패킷의 전체 크기, fragmentation 여부, 패킷이 통과한 네트워크 수 (~ TTL) 등이 포함됩니다.

3. 네트워크 계층의 프로토콜

이 계층에서 주요 프로토콜은 IPInternet Protocol 와 ICMPInternet Control Message Protocol 입니다. (+ARP Address Resolution Protocol)

인터넷 프로토콜(IP)란 무엇인가요?

[cloudflare]
인터넷 프로토콜은 패킷의 라우팅과 주소에 대한 프로토콜입니다. IP의 목적은 패킷이 올바른 목적지로 도착하도록 하는 것입니다.

[ibm]
IP는 인터넷에 대해 신뢰할 수 없는 비연결 패킷 전달을 제공합니다.

인터넷 제어 메시지 프로토콜 (ICMP)은 무엇인가요?

[ibm]
ICMP는 오류를 처리하고 IP 메시지를 제어합니다. ICMP는 모든 IP 구현의 필수 부분입니다.

⚠️ ICMP는 통신 환경의 문제점에 관한 피드백을 제공하지만 IP가 신뢰 가능하도록 만들지는 않습니다. 즉, ICMP는 IP 패킷이 확실하게 전달된다거나 IP 패킷이 전달되지 않을 때 또는 올바르지 않게 전달될 때 ICMP 메시지가 소스 호스트로 리턴된다고 보장하지 않습니다.

주소 해석 프로토콜(ARP)는 무엇인가요?

[ibm]
ARP는 IP를 MAC으로 동적으로 변환합니다. LAN (근거리 통신망) 내에서 노드는 MAC 을 통해 통신합니다.

LAN 과 WAN은 어떻게 구분하나요?

[널널한 개발자 - 널피셜]
LAN(Local Area Network)과 WAN(Wide Area Network)은 지역의 크기로 구분되는 것이 아닙니다.

LAN
- 물리적인 영역 (OSI - 1계층, 2계층, TCP/IP - Access 계층)에서 설명되는 영역
- 즉, MAC Address 가 중요한 영역
- ARP 방송 주소 (ARP Broadcast Address) 트레픽이 도달할 수 있는 영역

WAN
- 논리적인(가상의) 영역 (OSI - 3 계층(네트워크 계층), TCP - 인터넷 계층 이상) 에서 설명 되는 영역.

Last update: March 4, 2023
Created: January 9, 2023