TCP/IP 프로토콜 그룹에서 네트워크층은 호스트-호스트 메시지 전달을 책임진다.
네트워크층은 전송층에 서비스를 제공하고 데이터 링크로부터 서비스를 받는다.
즉, 데이터링크 -> 네트워크 -> 전송층 으로 서비스가 이동한다.
오른쪽 그림은 네트워크층에서 앨르스와 밥 사이의 통신을 보여준다.
⁉️ 엘리스와 밥(Alice and Bob)은 암호학이나 물리학 등의 분야에서 자주 사용하는 가상 이름(placeholder names)이다. 예를 들어 "사용자 A가 사용자 B에게 안전하게 메시지를 전송하려 한다면.." 이라는 식으로 이야기를 풀어나가면 헷갈리기 쉽고 이해가 어려우므로, 사람 이름을 이용하여 "앨리스가 밥에게 안전하게 메시지를 전송하려 한다면..." 이라는 식으로 설명하는 것이다.
네트워크층에서 제공되는 서비스
- 패킷화(packetizing)
- 경로지정(routing, 라우팅)
- 오류 제어(error control)
- 흐름 제어(flow control)
- 혼잡 제어(congestion control)
- 서비스 품질(quality of service)
- 보안(security)
첫번째, 패킷화는 네트워크의 절대적인 첫 번째 의무이다.
발신지의 네트워크층 패킷에서 페이로드의 캡슐화와 목적지에서 네트워크층의 패킷의 페이로드를 역캡슐화한다.
⁉️ 페이로드는 주고받는 데이터라고 생각하면된다.
즉, 네트워크층의 발신지는 캡슐화를 하고 목적지는 역캡슐화를 한다.
네트워크층의 한 가지 의무는 발신지에서 목적지까지 페이로드를 변경하거나 이용 없이 전달하는 것이다.
발신지 호스트 : 상위 계층 프로토콜로부터 페이로드를 수신한 후 발신지 주소, 목적지 주소 그리고 네트워크층 프로토콜에 의해 요구되는 일부 다른 정보를 포함하는 헤더를 추가하고, 패킷을 데이터 링크에 전달한다.
목적지 호스트 : 자신의 데이터 링크층으로부터 네트워크층 패킷을 수신 -> 패킷의 캡슐을 제거(역캡슐화) -> 페이로드에 대응하는 상위 계층 프로토콜에 전달
두번째, 경로지정은 네트워크가 패킷을 발신지에서 목적지까지 갈 수 있도록 책임지는 것이다.
물리적인 네트워크 : 네트워크와 네트워크를 연결하는 라우터의 조합, 최소 하나 이상의 라우터가 존재.
네트워크층은 가장 좋은 경로를 지정하는 몇 가지 특별한 전략이 필요하다.
세번째, 오류 제어
오류 제어는 네트워크층에서 구현될 수도 있지만, 인터넷의 네트워크층 설계자들은 네트워크층에 의해 전달되는 데이터에 대해 비효율적이라는 이유로 오류 제어를 고려하지 않았다. 헤어의 훼손을 제어하기 위해 데이터그램에 검사 필드가 추가되었다.
네번째, 흐름 제어
송신자는 수신자가 허용할 수 있는 만큼의 데이터만 보내도록 조절한다.
다섯번째, 혼잡 제어
네트워크층의 혼잡은 인터넷의 영역 속에 너무 많은 데이터그램이 존재하는 경우이다. 처리 성능을 넘어서는 경우 혼잡이 발생한다.
여섯번째, 서비스 품질
인터넷에서 멀티미디어 통신과 같은 새로운 응용이 사용 가능하기 때문에, 통신에서 서비스 품질이 더욱 중요하게 되었다. 그러나 네트워크층에서는 수정을 하지 않으므로, 대부분은 상위 계층에서 구현된다.
마지막으로 비연결형 네트워크층에 보안성을 제공하기 위해 비연결형 서비스를 연결형 서비스로 변경할 수 있는 다른 가상의 계층으로 IPSec과 같은 보안 기능을 가지고 있다.
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