리눅스마스터1급 : OSI모델의 3계층인 네트워크 계층(Network Layer)

리눅스마스터1급 : OSI모델의 3계층인 네트워크 계층(Network Layer)

네트워크 계층은 네트워크를 구성하는 컴퓨터나 통신 장비 등의 노드들의 주소 체계를 설정하여 각 노드를 지정할 수 있도록 하며, 데이터가 목적지까지 올바르게 도달할 수 있도록 경로 선택 및 라우팅 기능을 수행한다.

네트워크 계층에서 주소 체계 기능은 노드를 지정하기 위한 매우 중요한 기능으로 사용하는 망의 종류에 따라 여러 가지 형태의 주소가 존재한다.

예를 들어 전화망의 경우에는 전화번호가 각 전화를 지정하는 데에 사용되며, 인터넷의 경우에는 IP 주소가 각 호스트나 컴퓨터를 지정하는 데에 사용된다.

네트워크 계층에서 제공하는 서비스는 연결 설정의 방법에 따라 연결형 서비스와 비연결형 서비스의 두 가지 형태로 나뉜다.

① 연결형 서비스(Connection Oriented Service)

데이터를 송수신하기 전에 연결을 설정한 후 데이터를 전송하는 형태로 데이터를 보내기 위해서는 사전에 연결 설정을 위한 작업이 필요하다.

일반적으로 연결 설정을 수행하는 작업을 Dialing이나 Signaling이라 부르며, 이러한 형태의 네트워크 계층으로는 전화망이 대표적인 예가 될 수 있다.

이러한 연결형 서비스를 제공하는 네트워크 계층에서는 연결 설정 작업시 데이터가 전송되는 경로가 결정되며, 결정된 경로로 데이터를 전달하기 위하여 각 데이터에 포함된 연결 식별 정보를 사용하여 해당 경로로 데이터를 스위칭(Switching)한다.

② 비연결형 서비스(Connectionless Service)

연결 설정 작업 없이 바로 데이터를 전송할 수 있도록 하는 서비스로, 대표적인 예로 인터넷을 들 수 있다.

이러한 비연결형 서비스를 제공하는 네트워크에서 데이터가 목적지까지 올바르게 전달되기 위해서는 각 데이터에 목적지 주소가 포함되어 있어야 하며, 네트워크에 있는 각 노드들은 데이터에 포함된 목적지 주소를 이용하여 라우팅(Routing)하게 된다.

이때 각 노드에서는 자신이 갖고 있는 라우팅 정보를 이용하여 각 데이터를 라우팅하는데 이 때문에 동일한 목적지로 향하는 데이터라 할지라도 각기 다른 경로를 통하여 목적지로 도착할 수도 있다.

네트워크 계층에서 전달하는 데이터는 패킷(Packet)과 데이터그램(Datagram)이라 부른다.

이러한 패킷과 데이터그램은 데이터를 송신하기 전에 네트워크에서 처리하기에 적당한 크기로 자른 것을 말하는데, 패킷은 연결형 서비스를 제공하는 네트워크에서 사용하며, 패킷의 헤더에는 연결 설정시 결정된 연결 식별 정보가 들어 있다.

데이터그램은 비연결형 서비스를 제공하는 네트워크에서 사용되는 데이터를 말하며 데이터그램의 헤더에는 송신지와 목적지의 주소 정보가 포함된다.

ⓐ 주소 체계 결정각 네트워크에서 사용하는 주소 체계를 사용하여 각 노드를 지정할 수 있도록 주소를 설정한다.

ⓑ 경로 선택 및 중계(Routing and Relaying)통신망 내를 통하여 경로 선택 및 중계 기능을 한다.

ⓒ 상호 통신망 연결(Internetworking)각종 통신망이 연결되어 있을 때에는 네트워크 계층의 기능을 이용하여 통신망을 상호 연결하는 기능을 수행한다.

ⓓ 통신망 접속(Network Connection)통신망 연결의 설정, 관리, 종료 기능을 수행한다.

ⓔ 관련 표준CCITT의 X.25 PLP(Packet Level Protocol)와 ISO CONS(Connection Oriented Network Service), CLNS(Connection Less Network Service) 등이 있으며, 인터넷의 IP(Internet Protocol)가 여기에 속한다.