L3 - Network / Internet

3계층은 마의 구간이다..

1,2계층에 비해 하는 일도 많고 Protocol도 다양해서 배우는 데에 상당한 시간이 소요되었다.

주요개념인 Routing은 그 범위가 방대하여 별도의 카테고리로 정리하였다. 

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3계층은 최종 목적지 구분을 위한 IP 주소를 지정하는 역할을 하고, 최종 목적지로 데이터가 전달되는 경로를 설정하는데, 

이를 Routing이라 한다. 

3계층에서 사용하는 장비는 Router와 L3 Switch가 있고, Router에 대한 개념은 Router 카테고리에서 확인하는 것이 좋다. 

 

먼저 3계층의 Protocol에 대해 알아보자.

IP란?

Internet Protocol 

- Packet을 지정된 목적지 네트워크까지 전달하는 역할을 담당한다.

- 비 연결 지향적 / 비 신뢰성 / 종단간 연결 보장(End to End)

- IP 주소에 따라 네트워크간 전송 경로를 제어한다.

- 필요에 따라 Fragment(단편화) 작업을 수행하기도 한다.

                       ┖ Router가 연결하고 있는 MTU차이 때문에 지원되는 기능으로,

                            PC에서는 4계층을 통과하지 못하고 MTU 크기를 초과할 때만 수행된다.

                                                                  *MTU(Maximum Transmission unit) : 최대 전송 단위 

 

🔽IP header를 상세히 알아보자🔽

IP header / 원래는 일자로 쭉 이어지는 건데 너무 길어서 층을 쌓아올려 표현함 / Option 필드의 크기에 따라 가변적 / 최소 20byte~최대 60byte

 

필드	크기	기능
Version	4bit	IP버전 정보 / IPv4 header는 항상 4로 고정
IHL	4bit	IP Header Length (IP header의 크기)
Different Service	1byte	데이터의 우선순위를 표시 (*Router에서 우선순위 확인 후 Routing 수행) D : 지연 / T : 처리율 / R : 신뢰성
Total Legnth	2byte	IP Packet의 전체 크기(IP header + Payload)
Identification	2byte	IP 계층에서 Fragment가 수행되기 전 원본 데이터의 식별 값
IP Flags	3bit	단편화 유무 체크 필드 X : 사용하지 않는 bit / D : (Don't Fragment) 단편화 가능 시 0, 단편화 없을 시 1 M : (More Fragment) 단편화된 마지막 조각이면 0, 추가 조각 있으면 1
Fragment Offset	13bit	단편화된 데이터의 순서를 나타내기 위한 필드 IP header를 제외한 Payload의 시작크기 값을 순서 번호로 사용
TTL (Time To Live)	1byte	Network 환경에서 Packet이 생존할 수 있는 시간(통과할 수 있는 최대 router의 수) Router가 데이터를 내보낼 때 TTL값이 1씩 감소, TTL값이 0이 되는 장비에서 Packet을 폐기. Network Looping 현상 방지
Protocol	1byte	Payload에 포함된 프로토콜로, 상위 계층 프로토콜의 종류를 알 수 있다. ex. ICMP, UDP, TCP ···
Header Checksum	2byte	IP header의 오류나 변조여부 확인을 위한 값
Source IP Address	4byte	출발지 IP 주소
Destination IP Address	4byte	목적지 IP 주소
Options	0~40byte	IP Packet을 제어 및 관리하기 위한 추가 정보