데이터 링크 계층의 한계
물리 계층, 데이터 링크 계층만으로는 LAN을 넘어 다른 네트워크까지 도달할 수 없다.
- 패킷의 도달 경로를 알 수 없다 → 라우팅(패킷이 이동할 최적 경로를 결정하는 것)이 불가능하다
- MAC 주소만으로는 수신지 호스트를 특정할 수 없다 → IP 주소가 필요하다
네트워크 계층은 이런 데이터 링크 계층의 한계를 넘어 다른 네트워크와의 통신을 가능하게 한다.
인터넷 프로토콜(IP)
네트워크 계층의 핵심적인 프로토콜. IPv4와 IPv6 버전이 있으나 IPv4가 보편적이다.
IP 주소의 형태
- IPv4의 주소는 4바이트(32비트)로 주소를 표현할 수 있다 → 0~255 사이의 10진수 4개로 표현함
- 점으로 구분된 숫자를 옥텟(octet)이라 한다
IPv4의 패킷 구조와 기능
이중 식별자, 플래그, 단편화 오프셋 필드는 IP 단편화 기능에 관여하고, 송/수신지 IP 주소는 IP 주소 지정 기능에 관여한다.
- IP 주소 지정 : IP 주소를 바탕으로 송수신 대상을 지정하는 것
- IP 단편화 : 전송하고자하는 패킷의 크기가 MTU(Maximum Transmission Unit, 일반적으로 1500byte) 이상인 경우, 이를 MTU 이하 크기의 복수의 패킷으로 나누는 것
식별자 (identifier) : 16-bit
통신 중 한 번에 보낼 수 있는 데이터의 양을 넘겨 IPv4 패킷이 여러 개로 나뉘어 전송된 경우(단편화), 수신지에서 재조합할 때 어떤 메세지에서부터 나뉘어졌는지 인식할 수 있도록 패킷에 할당된 값