L1, L2, L3 계층과 Core Network 연결 및 Message 흐름

 

L1(물리 계층), L2(데이터 링크 계층), L3(네트워크 계층)은 데이터가 사용자의 장치에서 Core Network까지 전달되는 흐름에서 정말 중요한 역할을 해.

오늘은 내가 공부하면서 이해했던 방식으로 각 계층의 기능과 Uplink/Downlink 흐름, 그리고 Core Network와의 연결까지 이야기해볼게.

 

📍 L1 - 물리 계층 (Physical Layer)

💡 L1이 하는 일

• 데이터를 전기 신호나 광 신호로 바꿔서 케이블이나 광섬유 같은 물리적 매체를 통해 보내.
• 전송 속도, 전압 수준, 케이블 종류 같은 하드웨어적인 부분을 정의하는 역할이야.

⚡ 핵심 기능

• 비트 스트림 전송: 데이터를 0과 1의 비트 단위로 전송
• 매체 제어: 트위스트 페어, 동축 케이블, 광섬유 등 물리적 연결 관리
• 동기화: 동기식/비동기식 통신 관리

🌐 L1 실제 흐름에서의 역할

• 데이터를 보낼 때 제일 먼저 비트 형태로 변환돼서 물리적 매체를 통해 이동해.

 

🖧 L2 - 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

💡 L2가 왜 중요한가?

• L1에서 전송된 비트를 프레임 단위로 묶어서 장비 간 충돌 없이 안전하게 전송할 수 있게 해.
• 네트워크 장비들이 누구한테 데이터를 보낼지 MAC 주소를 통해 판단해.

⚡ 핵심 기능

• MAC 제어: MAC 주소를 통해 장치 식별
• 오류 감지 및 수정: CRC로 오류 감지하고 수정
• 프레임 동기화: 프레임의 시작과 끝 구분

🌐 L2 실제 흐름에서의 역할

• 스위치 같은 장비를 거치면서 데이터 충돌과 손실을 방지해 안정적으로 전달해.

🌎 L3 - 네트워크 계층 (Network Layer)

💡 L3의 핵심 기능

• 서로 다른 네트워크 사이에서 데이터 패킷의 경로를 설정해.
• IP 주소 기반으로 데이터를 가장 효율적인 경로를 통해 전달하지.

⚡ 핵심 기능

• 라우팅: 최적의 경로 계산 및 설정
• IP 주소 지정: 각 장치를 고유하게 식별할 수 있도록 논리적 주소 지정
• 패킷 분할 및 재조립: 큰 데이터를 작은 패킷으로 나누고 목적지에서 재조립

🌐 L3 실제 흐름에서의 역할

• 데이터를 목적지까지 보내는 내비게이션 같은 역할이야.

 

Core Network와의 연결 및 Message 흐름

Core Network는 데이터가 사용자 단말에서 인터넷이나 외부 네트워크로 전달되기 전에 거치는 마지막 핵심 지점이야.

여기서는 Uplink와 Downlink 흐름을 함께 볼 거야.

🔼 Uplink 흐름 (사용자 → Core Network)

1. L1 (물리 계층): 데이터가 비트 형태로 케이블이나 광섬유를 통해 전송돼.
2. L2 (데이터 링크 계층): MAC 주소를 통해 프레임 단위로 묶어서 스위치 등을 거쳐 전달해.
3. L3 (네트워크 계층): 라우터를 통해 데이터가 패킷 단위로 Core Network로 전송돼.
4. Core Network: DNS나 인터넷 게이트웨이를 통해 외부 네트워크나 인터넷으로 넘어가.

🔽 Downlink 흐름 (Core Network → 사용자)

1. Core Network: 외부 네트워크에서 데이터를 받아서 사용자 장치로 전달할 준비를 해.
2. L3 (네트워크 계층): 사용자의 IP 주소 기반으로 올바른 경로 설정 후 데이터 전달.
3. L2 (데이터 링크 계층): 데이터 프레임이 스위치를 통해 MAC 주소에 맞게 전달돼.
4. L1 (물리 계층): 데이터가 다시 비트 형태로 변환돼서 사용자 장치까지 도달해.

 

📊 Uplink & Downlink Message 흐름도

사용자 장치
   │
[L1 - 물리 계층] - 비트 전송
   │
[L2 - 데이터 링크 계층] - 프레임 구성 및 오류 감지
   │
[L3 - 네트워크 계층] - 패킷 경로 지정 및 라우팅
   │
[Core Network] - 인터넷 게이트웨이 연결
   │
인터넷 / 외부 네트워크

 

 

💬 결론: L1, L2, L3와 Core Network의 연결

L1, L2, L3 계층은 데이터가 사용자 장치에서 Core Network를 통해 외부 네트워크로 전달될 때 매우 중요한 역할을 해.

각 계층은 고유한 기능을 담당하면서도 서로 긴밀하게 연결되어 있어서, Uplink와 Downlink 흐름을 이해하면 네트워크 문제를 훨씬 빠르게 해결할 수 있어.

앞으로 5G Core Network, IoT 인프라, 클라우드 네트워크 같은 복잡한 환경에서도 각 계층과 Core Network의 연결을 이해하는 게 진짜 경쟁력이 될 거야. 🌐🚀