네트워크

네트워크 기본2(프로토콜 디자인과 각 계층의 기능)

창민이 개발일지 2022. 5. 28. 01:29

프로토콜 디자인

출처 https://slideplayer.com/slide/13175584/[Rosanna Pierce]

  • 프로토콜: 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 주고 받을 때 수행되는 절차 규격.
    • 기능: 주소지정(MAC, IP, PORT등 )
  • 크게 OSI 7계층과 TCP/IP 4계층으로 나뉜다.

 

OSI 7계층

 

출처: https://velog.io/@leejh96/OSI-7-Layer[ju.log]

  • OSI(Open Systems Interconnection Reference Model)
  • 국제 표준화기구(OSI)에서 개발하여 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인 및 통신을 7계층으로 나눈 프로토콜.
  • 프로토콜을 기능별로 나눈것.
  • 1-3계층: 하드웨어 계층, 4-7: 소프트웨어 계층.

 

1계층 물리계층(Physical Layer)

  • 네트워크의 하드웨어 전송기술을 말함.
  • 비트단위를 전기신호로 변환 및 전송.
  • 하드웨어적으로 전기적 신호를 주고 받으므로 가장 복잡함.
  • 랜선, 리피터(Repeater), 허브(Hub)의 장비가 해당 계층에서 동작.

 

2계층 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

  • 컴퓨터 간에 데이터를 전송하면 환경에 따라 잡음이나 간섭 등의 물리적 전송 오류를 복구하는 기술.
  • 네트워크 개체들간 데이터를 전달하고, 하위계층인 물리계층에서 발생할 수 있는 오류 발견.
  • 기능
    • 오류제어 기능(CRC기반):전송되는 데이터의 물리거적 전송 오류를 감지하고 복구.
    • 흐름제어 기능: 전송되는 데이터의 흐름을 조절하는 흐름제어 기능을 수행
  • 주소값 MAC address(맥 주소)를 생산과정에서 물리적으로 할당받는다.
  • 해당계층 장비: L2 스위치(하드웨어 처리), Bridge(소프트웨어 처리)
  • 프레임(Frame): 최종적으로 데이터를 전송하기 전에 패킷에 Mac 주소를 포함한 형태

 

3계층 네트워크 계층(Network Layer)

  • 데이터가 전송되는 네트워크 경로는 환경에따라 시간대별 또는 각 구간별로 혼잡도가 달라질 수 있다.
  • 여러개의 노드를 거칠 때마다 최적의 경로를 찾아주는 역활을 하는 계층.
  • ip번호를 통해 라우팅(라우팅 테이블)
  • 해당계층 장비: 라우터
  • 해당 프로토콜: IP
  • 패킷(Packet): 전송을 위해 분할된 데이터 조각(세그먼트)에 목적지까지의 전달을 위하여 출발지IP 와 목표지 IP가 포함된 IP Header가 붙은 형태.

 

4계층 전송 계층(Transport Layer)

  • 양 끝단(End to end) 종단간의 사용자들의 신뢰성있는 정보 전송을 보장한다.
  • 패킷(Packet)들의 전송이 유효한지 확인하고 전송실패시 다시 전송하는 것을 관리.
  • 데이터의 오류검출, 복구, 흐름제어, 중복검사를 수행.
  • 해당 프로토콜: TCP
  • 세그먼트(Segment): 데이터를 네트워크를 통한 실질적인 전송을 위하여 적절한 크기로 분할한 조각

 

5계층 세션 계층(Session Layer)

  • 송수신 컴퓨터의 응용 프로그램 간 네트워크 대화 제어와 동기화를 유지하는 기능을 수행한다.
  • 양 끝단(End to end)의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공
  • 통신을 하기 위한 세션을 유지하고 만들고 중단.
  • TCP/IP 세션을 만들고 없앤다.

 

6계층 표현 계층(Presentation Layer)

  • 송수신 컴퓨터의 응용프로그램 간 송수신되는 데이터의 구문과 의미에 관련된 기능으로 변환, 암호화, 압축을 수행.
    • 변환: 다른 부호화 방식을 사용하는 컴퓨터 간의 상호 호환성을 제공
    • 암호화: 데이터를 암호화 알고리즘으로 데이터를 변조.
    • 압축: 비트 수를 줄여서 전송하는 기능.

 

7계층 응용 계층(Application Layer)

  • 응용 프로세스와 직접 연관하여 응용 서비스 수행
  • ex) Explorer, chrome, safari
  • 해당 프로토콜: HTTP, SSH, FTP, SMTP등

 

 

TCP/IP 4계층

  • OSI의 7계층을 4단계로 바꾼 프로토콜.
  • TCP/IP의 1계층 Network Acess: OSI의 1,2 계층(믈리, 데이터 링크 계층)
  • TCP/IP의 2계층 Internet: OSI의 3계층(네트워크 계층)
  • TCP/IP의 3계층 Transport: OSI의 4계층(전송 계층)
  • TCP/IP의 4계층 Application: OSI의 5,6,7 계층(세션, 표현, 응용 계층)