[CS / TOPCIT] 데이터 링크계층과 네트워크계층

데이터 링크계층

장치 간 신호를 전달하는 물리계층을 이용하여 네트워크상의 주변 장치들 간의 데이터를 전송하는 계층

• 주소할당 : 물리계층으로부터 받은 신호들이 네트워크상의 장치에 올바르게 안착할 수 있도록 함
• 오류감지 : 신호가 전달되는 동안 오류가 포함되는지 감지

데이터 링크계층 부계층

1. 논리 링크 제어 (LLC) : 데이터 링크 계층의 네트워크 두 인접 노드 사이의 데이터 전송을 책임짐, IEEE 802.2

 

2. 매체 접근 제어(MAC) : 물리적 매개체를 통하여 데이터를 어떻게 보낼 것인가를 책임짐

네트워크 계층

패킷을 송신 측에서 수신 측으로 전송하는 기능, 전송계층으로부터 세그먼트를 받아서 캡슐화하고 데이터링크 계층으로 전달함

• 패킷화 : 송신 측에서 수신 측까지 페이로드의 변경 없는 전달을 책임짐
• 라우팅 : 송신 측에서 수신 측까지 패킷이 전달될 수 있는 경로를 찾기 수행
• 포워딩 : 라우터의 하나의 인터페이스로 패킷이 도착했을 때 라우터가 실행하는 기능

인터네트워킹

네트워크와 네트워크의 연결

• 허브 / 리피터 : 물리 계층에서 단순하게 물리적인 신호 전달
• 브리지 / 스위치 : 데이터링크 계층에서 프레임의 전달을 담당
• 라우터 : 네트워크 계층에서 IP주소를 통해 패킷 라우팅 수행

네트워크 계층 캡슐화

네트워크 계층의 패킷을 전송계층의 세그먼트에 헤더를 추가하여 구성하는 과정

네트워크 계층의 캡슐화

 

네트워크 계층 프로토콜

• ARP : IP주소 → MAC주소 변환 프로토콜
• RARP : MAC주소 → IP주소 변환 프로토콜
• ICMP : 네트워크 오류에 관한 정보를 전송하기 위해 사용하는 프로토콜
• IGMP : IP 멀티캐스트를 실현하기 위한 프로토콜

라우팅 프로토콜

라우팅 테이블의 효율적인 설정과 갱신을 위해 라우터 상호 간에 교환하는 메시지의 종류, 교환 절차, 메시지 수신 시의 행위를 규정하는 규약

• RIP : 거리벡터 라우팅 알고리즘 사용, 라우팅 테이블은 매 30초마다 브로드캐스팅을 통해 상호 정보 전달
• IGRP
• OSPF : 링크 상태 라우팅 알고리즘 사용
• BGF

라우팅 알고리즘

라우터 간에 비용을 가지는 링크로 연결한 그래프 형태의 네트워크에서 출발지 라우터와 목적지 라우터 간의 최소 비용 경로를 찾는 알고리즘

 

1. 링크 상태 알고리즘 - 다익스트라 알고리즘

각 라우터가 전체 네트워크의 구성과 링크 상태 정보를 가지고 모든 목적지까지 최소 비용 경로를 계산

 

2. 거리 백터 알고리즘 - 벨만포드 알고리즘

자신이 직접 연결된 라우터에 대한 비용 정보면 유지하면서 각 라우터가 모드 목적지 라우터에 대한 최소 경로 비용 테이블(vector) 유지

 

IPv4

IP계층에서 사용되는 32비트 주소로 라우터나 호스트의 인터넷 연결을 범용적이고 유일하게 만들어주는 식별자

 

IPv6 

128비트 주소체계를 갖는 차세대 인터넷 프로토콜