OSI 네트워크 계층: 라우터 | IP 주소(192.xxx)

OSI 네트워크 계층(Network Layer)은 서로 다른 네트워크에 있는 목적지로 데이터를 전송하기 위한 계층입니다. 이더넷 규칙을 기반으로 한 데이터 링크 계층(Data link layer)은 네트워크에 있는 컴퓨터로 데이터 전송은 가능하지만 인터넷이나 외부 네트워크로 데이터를 전송할 수 없습니다.

네트워크 간의 통신을 하기 위한 네트워크 계층은 다른 네트워크와의 데이터 전송을 위해 라우터(Router)를 필요로 하게 됩니다. 가정용 공유기로 많이 알려진 라우터는 외부 인터넷을 하기 위한 장비이며, IP 주소를 이용한 통신을 하게 됩니다.

✅ 라우터(Router)

명사형 ‘route’라는 의미에서 알 수 있듯이 라우터(Router: 공유기)는 서로 다른 네트워크인 인터넷을 연결해 주는 장치입니다. 내부 데이터 링크 계층을 스위치가 담당하고 네트워크 계층은 라우터가 담당하는 것을 알 수 있습니다.

✅ 라우팅(Routing)

목적지 IP 주소까지 어떤 경로로 데이터를 보낼지 결정하는 것을 라우팅이며, 여기에서 라우터라는 장비가 필요합니다.

✅ IP(Internet Protocol)

OSI 네트워크 계층에서는 IP라는 프로토콜로 통신을 하게 되며, 패킷 교환 네트워크(인터넷)에서 데이터를 주고 받을 때의 규약(Protocol)입니다.

✅ IP 주소(Internet Protocol Address)

인터넷에 연결되는 모든 장치에는 고유한 IP 프로토콜 주소가 할당 되어 수십억 개의 장치 중에 올바르게 최종 목적지에 도달할 수 있습니다. 컴퓨터에서 IP 주소를 이진 코드(0과 1)로 읽지만 IP 주소는 0~9 사이의 숫자로 읽게 됩니다.

IP 주소는 집 주소와 비슷한 개념으로 생각할 수 있으며, 각 국가 별로 할당 된 IP 주소는 해당 국가의 인터넷 서비스 제공자(ISP)에게 받을 수 있습니다.

✅ OSI 네트워크 계층의 IP 헤더

네트워크 계층에서 캡슐화 할 때 IP 헤더가 붙습니다. 데이터 링크 계층에서 프레임으로 PDU가 붙었다면 네트워크 계층에서는 패킷으로 PDU가 붙게 됩니다. 헤더에는 출발지 IP 주소와 목적지 IP 주소가 있는 것을 확인할 수 있습니다.

✅ IP 주소의 구조: IPv4 주소와 IPv6 주소

주로 사용하고 있는 IP 주소는 32비트로 되어 있으며 IP 주소는 43억 개까지 만들 수 있습니다. 이후 인터넷이 널리 보급되면서, IP 주소의 갯수가 부족해지는 현상이 나타났으며 이를 보완하기 위해 IPv6 주소를 사용하게 됩니다. IPv6 주소는 340간의 단위로 만들 수 있어 340조의 1조 배의 1조배를 만들 수 있습니다.

IPv4 주소의 연결

IPv4 주소는 갯수가 부족하기 때문에 인터넷에 직접 연결하는 컴퓨터 또는 라우터에 공인 IP 주소를 할당하며, 회사 및 가정의 랜에 있는 컴퓨터에는 사설 IP 주소를 할당하게 됩니다.

8비트로 이루어진 IPv4 주소는 [11000000]의 형식을 띄게 되며, 하나의 8비트를 옥텟으로 표현합니다. 더 읽기 쉽게 [192]와 같이 10진수로 변환해서 사용합니다. 10진수로 표시하더라도 IP 주소는 실제 2진수인 비트로 되어 있음을 알 수 있습니다.

옥텟

32비트로 이루어진 IPv4는 4개의 구간으로 8비트 씩 4개의 구간으로 나뉘는데 여기에서 8비트의 단위를 옥텟이라고 합니다. 단위를 이렇게 옥텟으로 나눈 것은 컴퓨터의 2진법으로 표시하면 사람이 구분하기 힘들기 때문에 옥텟 단위로 나눴다고 할 수 있습니다.

IPv4 주소의 범위

IPv6(IP Version 6)

앞서 언급한 것처럼 IPv4는 43억 개의 IP 주소를 할당할 수 있으며, IPv4 주소는 모두 소진 될 수 밖에 없습니다. IPv6는 IPv4의 32비트에서 128비트로 확장된 체계를 가지고 있습니다. 총 340간 개를 만들 수 있으며 340조의 1조 배의 1조 배로 무한대의 IP 주소를 가지고 있다고 할 수 있습니다.

Pv6에는 IPv4와 같은 서브넷 마스크 개념이 없으며, 기존의 IPv4는 4개의 옥텟을 가졌다면, IPv6는 8개의 필드를 가지게 되었으며, 필드는 16진수로 표기 콜론(:)으로 구분 지어집니다.

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