알아둬야 하는 용어
- TCP/IP : 인터넷으로 통신하는 데 있어 가장 기반이 되는 프로토콜
- 프로토콜 : 컴퓨터나 원거리 통신 장비 사이에서 메시지를 주고 받는 양식과 규칙의 체계이다.
OSI 7 Layer
OSI 7 Layer은 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것이다.
계층을 나눈 이유
계층을 나눈 이유는 통신이 일어나는 과정이 단계별로 파악할 수 있기 때문이다.
어느 부분에서 이상이 발생하는지 확실히 알고, 그 부분만 수정하면 되기 때문에 이렇게 계층을 나눴다.
TCP/IP 4 Layer
TCP/IP 프로토콜은 OSI 모델보다 먼저 개발되었다. 그래서 OSI 모델이 나오기 전부터 계속 표준화되어 신뢰성이 우수하지만, OSI 모델은 표준 TCP/IP만큼 많이 사용되지 않아 신뢰성이 높은 편은 아니다.
TCP/IP가 거의 표준화로 자리 잡았지만. OSI 모델은 네트워크 통신 구축 및 개발에 기본적인 개념이 되기 때문에 알아둬야 한다.
계층
1계층_물리(Pysical)
OSI 7 Layer의 가장 아래의 위치한 1계층으로, 하드웨어로 표현된다.
주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송한다. (바로 윗 계층인 데이터 링크 계층에서 만들어진 데이터 단위인 프레임을 신호로 인코딩해서 네트워크 장치로 전송된다.)
네트워크 장치로 전송될 때 0, 1로 구성된 데이터 bit를 전기 신호로 변환을 해서 물리적 통신을 수행한다.
그리고 전송되는 방법, 제어 신호, 기계적 속성 등을 정의한다.
이 계층에서는 단지 데이터를 전달만 할 뿐 전송하려는 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지 등에는 전혀 신경 쓰지 않는다.
대표적인 장비는 통신 케이블, 리피터, 허브등이 있다.
2계층_데이터 링크(Data Link)
OSI 7 Layer의 2번째 계층으로 인접한 네트워크 노드끼리 데이터를 전송하는 기능과 절차를 제공한다.
- 프레임 단위로 데이터 전송을 한다.
- 오류없이 안전하게 데이터를 보내는 역할을 한다.
- 헤더에 통신자, 송신자 물리주소가 들어 있다.
- MAC Address : IP는 동적으로 할당받는 주소이며, 고유한 값이 될 수 없다. 그래서 물리적인 NIC를 식별하여 Frame을 보내야 하는데, NIC 고유 식별 정보가 바로 MAC이다.
대표적으로는 브리지, 스위치등이 있다.
3계층_네트워크(Network)
OSI 7 Layer의 3계층에 속한다. 전송될 패킷의 모든 경로를 아는 것이 아닌 패킷 단위로 그때 그때의 목적지를 찾아가는 방식이다.
노드에는 IP주소와 Routing Table이 있다.
네트워크 레이어에서는 IP datagram을 주소 받는데, IP datagram의 Header에는 송신자, 목적지 주소가 있다. 목적지 주소와 Routing Table을 보고 길을 찾아 패킷을 Host-to-Host Delivery나 Hop-by-Hop Delivery를 이용하여 전송한다.
- 데이터를 목적지 호스트까지 전달하기 위한 정보를 제공한다.
- 여기서 IP를 지정한다.
- 이를 통해 오류 제어, 흐름제어, 그리고 패킷을 나눠 보낼 수 있게 한다
대표적인 장비로는 라우터, IP, L3 스위치등이 있다.
4계층_수송 계층(Transport)
전송 단위는 UDP일 경우엔 user datagram, TCP일 때는 segment 단위로 전송한다.
네트워크가 아닌 호스트 내에 구동된 프로세스 사이의 연결 확립.(End-to-End)
정보 전달을 두 호스트 간 보단, 주로 프로세스 간(P2P)의 통신으로 바꾸어 준다.
- 종단 호스트 PC간 전송을 수행한다.
- 여기서 TCP와 UDP중 어떤 프로토콜을 사용할 것인지를 결정한다.
- Port를 제어한다는 의미로
L4 로드 밸런서라는 장비가 존재한다.
5계층_세션(Session)
이 계층에서부터는 애플리케이션에 관련된 층이라고 볼 수 있다. 각각의 네트워크로 연결되어 있을 수 있는 장비나 제일 밑단의 클라이언트들의 세션을 관장할 수 있는 층이다.
물리 계층에서 전송 계층까지의 주된 기능은 단순히 데이터를 전달하는 것이다. 이에 반해 세션 계층에서 응용 계층까지의 상위 계층의 주된 기능은 데이터를 송수신하는양쪽의 종점 컴퓨터내의 프로세스 가능이 통신 프로토콜이라 할 수 있다.
- 데이터 통신을 위한 논리적 연결을 담당한다.
- 여기서 오류가 발생하면 체크포인트부터 재개할 수 있게 해준다.
- 로컬 및 원격 애플리케이션 간 IP와 Port 연결을 관리한다.
대표적인 장비로는 API, Socket등이 있다.
6계층_표현(Presentation)
각각의 애플리케이션들의 정보를 서로 잘 통신할 수 있도록 필터하고 변환하는 층이라고 설명할 수 있다.
표현 계층은 응용 계층으로부터 넘겨받은 데이터를 세션 계층이 다룰 수 있는 형태로 바꾸고 반대로 세션 계층에서 넘겨 받은 데이터를 응용 계층이 이해할 수 있는 형태로 바꾸고 전달하는 일을 담당한다.
- 데이터 암호화/복호화, 압축/해제를 담당한다.
- 사용자의 프로그램과 네트워크 형식 간에 데이터를 변환해서 표현과 독립성을 제공한다.
대표적인 장비로는 JPEG, MPEG, ASCII등이 있다.
7계층_응용(Application)
응용계층은 메시지 단위로 전송한다. 이메일로 예를 들면, 헤더가 있고 데이터에 텍스트, 첨부파일 등 메시지에 이런 것들이 다 들어간다. 헤더에는 송신자 주소, 수신자 주소, 제목, 날짜가 데이터 형태로 들어가 있다.
이 메시지가 Transport Layer로 내려가면 여러 가지 패킷으로 잘려서 나뉘어진다.
- 데이터를 주고 받을 수 있는 프로세스 계층이다.
- 일반적인 응용 서비스를 수행한다.
대표적인 장비로는 HTTP, FTP, DNS, SMTP, 이메일 서비스등이 있다.
예시
홍익대 주소
서울시 마포구 와우산로 94로 우편물을 보내는 상황이라고 생각하면
전국에서 서울시 주소(MAC addr)를 찾고 - Data Link Layer
마포구 주소(IP Addr)를 찾아 - Network Layer
월드컵로(Port)를 찾은 뒤
10길(Socket)에 도착하여 - Transport Layer
메일을 전달한다 - Applicaton
