2. 네트워크의 기본 규칙

본 포스팅은 GDSC PKNU 네트워크 스터디에서 진행하는 내용입니다.

네트워크 통신의 기본 규칙인 프로토콜에 대해 설명하는 chapter.

6. 네트워크의 규칙

1) 프로토콜이란?

• 서로 다른 언어를 사용하면 대화가 통하지 않으나 같은 언어를 사용하면 의사소통이 가능하다!
• 처음부터 어떤 언어로 대화할지 정해 놓으면 의사소통에 문제가 없는데, 이를 프로토콜(protocol이라고 한다.
• 프로토콜: 통신하기 위한 규칙
• ex. 편지 배송
  • 편지를 배송하기 위해서는 편지를 쓸 때부터 상대방에게 도착할 때까지 지켜야 하는 독립적인 여러 규칙을 거쳐야 한다.

7. OSI 모델과 TCP/IP 모델

1) OSI 모델이란?

• 같은 회사의 컴퓨터끼리만 통신이 가능했던 시절이 있었다! & 케이블을 연결하는 커넥터도 회사별로 다르다면 더 곤란했다 .. ⇒ 공통으로 사용할 수 있는 표준 규격을 정해야만 했다.
• ISO라는 국제표준화기구가 있는데, 이 단체에서 OSI 모델이라는 표준 규격을 제정했다.
• OSI 모델: 네트워크 기술의 기본이 되는 모델
• 데이터의 송수신은 컴퓨터에서 컴퓨터로 데이터를 전송하는 것. 이때 컴퓨터 내부에서는 여러 가지 일을 하는데, 이런 일을 일곱 개 계층으로 나눠서 한다.
• 일곱 개 계층이 위의 그림과 같은 OSI 모델이다. 계층이라는 용어 대신 레이어라는 용어를 사용하기도 한다.
• 통신할 때는 데이터는 맨 위의 응용 계층에서 순차적으로 아래 계층으로 전달된다.
• 각 계층의 역할
  

• 송신 측의 7계층과 수신 측의 7계층을 통해 데이터 주고받는 그림
  

• 데이터를 전송하는 쪽(송신 측): 데이터를 보내기 위해 상위 계층에서 하위 계층으로 데이터를 전달함.
  • 각 계층은 독립적이므로 데이터가 전달되는 동안에 다른 계층의 영향을 받지 않는다!
  • 데이터를 받는 쪽(수신 측): 하위 계층에서 상위 계층으로 각 계층을 통해 전달된 데이터를 받게됨.

2) TCP/IP 모델이란?

• 7계층을 4계층으로 바꾼 모델 ⇒ TCP/IP 모델

• OSI 모델과 TCP/IP 모델을 비교

  

  • TCP/IP 모델은 표현 계층과 세션 계층을 응용 계층에 포함하고 있음!
  • 각각 계층에는 다양한 프로토콜이 있다. (프로토콜: 통신 규칙)

8. 캡슐화와 역캡슐화

1) 캡슐화와 역캡슐화란?

• 데이터를 보내려면 위 그림과 같이 데이터의 앞부분에 전송하는 데 필요한 정보를 붙여서 다음 계층으로 보내야 함. 이 정보를 헤더라고 하는데 헤더에는 데이터를 전달받을 상대방에 대한 정보도 포함되어 있음.

• 헤더를 붙여 나가는 것을 캡슐화라고 한다!

• 데이터를 받는 쪽에서는 헤더를 하나씩 제거해야되는데 이것을 역캡슐화라고 한다!

• 캡슐화와 역캡슐화의 전체 흐름

  

  • 송신 측 컴퓨터에서 웹 사이트에 접속하려고 하면 응용 계층에서는 웹 사이트를 접속하기 위한 요청 데이터가 만들어짐.

    

  • 해당 데이터는 2의 전송 계층으로 전달되는데, 위의 그림과 같이 전송 계층에서 신뢰할 수 있는 통신이 이루어지도록 응용 계층에서 만들어진 데이터에 헤더를 붙임.

    

  • 위의 그림과 같이 전송 계층에서 만들어진 데이터를 다른 네트워크와 통신하기 위해 네트워크 계층에서 헤더를 붙임. 또 네트워크 계층에서 만들어진 데이터에 물리적인 통신 채널을 연결하기 위해 데이터 링크 계층에서 헤더와 트레일러를 붙임!

  • 트레일러: 데이터를 전달할 때 데이터의 마지막에 추가하는 정보

  • 전송 계층 헤더, 네트워크 계층 헤더, 데이터 링크 헤더, 트레일러가 추가됨!

  • 데이터 링크에서 만들어진 데이터는 최종적으로 전기 신호로 변환돼서 수신 측에 도착함. ⇒ 필요한 데이터를 추가해 나가는 것을 캡슐화라고 한다!

    

  • 수신 측은 각 계층의 헤더를 제거하면서 데이터를 전달하고 있음.

  • 아까와는 반대로 데이터 링크 계층부터 순서대로 상위 계층으로 전달하고 있음.

  • 송신 측의 데이터 링크 계층에서 추가된 헤더와 트레일러를 수신 측인 데이터 링크 계층에서 제거한다.

  • 데이터 링크 계층의 헤더와 트레일러를 제거한 후에는 네트워크 계층 헤더를 제거 !

    

2) (보충)VPN

• VPN: Virtual Private Network(가상 사설망)의 약어
• 가상 통신 터널을 만들어 기업 본사나 지사와 같은 거점 간을 연결하여 통신하거나 외부에서 인터넷으로 사내에 접속하는 것
• ex. 본사: 서울, 지사: 부산
  • 물리적인 거리가 먼 문제점 완화 ⇒ VPN을 사용하여 본사와 지사를 연결하여 통신 가능함!
• 인터넷 VPN
  • 거점 간 접속 : IPsec이라는 암호 기술 프로토콜을 사용하여 접속.
  • 원격 접속 연결: 외부에서 사용하는 컴퓨터와 사내 네트워크를 연결하기 때문에 암호화된 통신로를 만듬.
  • 공통점: 일반 인터넷망을 사용함.
• IP-VPN
  • MPLS라는 기술을 사용하여 인터넷망이 아닌 통신 사업자 전용 폐쇄망을 사용함.
  • MPLS는 폐쇄망을 사용하기 때문에 제삼자에 의한 해킹이나 데이터 변조의 위험이 없어 암호화 기능이 필요하지 않음.

[복습하기]

1. 연습 문제

• 통신하기 위한 규칙을 프로토콜이라고 한다.
• ISO라는 국제표준화기구가 OSI 모델을 제정했다.
• TCP/IP 모델의 4계층에는 응용, 전송, 인터넷, 네트워크 접속 계층이 있다.
• 데이터를 상대방에게 보낼 때 각 층에서 헤더를 붙이는 것을 캡슐화라고 한다.