네트워크 OSI 7 Layer

네트워크

네트워크란? 컴퓨터를 통신망으로 연결한 것을 말한다. 

여러대의 컴퓨터는 스위치와 연결된다. (ex. 회사, pc방, 학교 등)

 

서로 다른 스위치들은 router를 통해 WAN과 연결된다.

 

네트워크의 척추: OSI 7 Layer 모델 => 이론적 모델

ISO에서 만든 목적 : 이기종 간의 통신이 목적

=> 각 제조사마다 네트워크 기술이 다르기 때문에 다른 제조사의 장비로는 통신이 어려워서 ISO에서 기본적인 개념을 정의하고 제조사에서 기술 개발하면서 발전

정의

컴퓨터 네트워크 프로토콜이 통신하는 구조를 7개의 계층으로 분리하여 각 계층 간 상호 작용하는 방식을 정해놓은 것

프로토콜이란?

통신장비 사이에서 메세지를 주고 받는 양식과 규칙의 체계

=> 사람과 사람의 대화도 언어가 맞아야 소통할 수 있다.

1계층 : 물리계층(physical layer)

케이블, 허브, 리피터 등으로 전송하며, 전송단위는 비트

단순히 전기신호만 보내서 데이터를 전송하는 역할만 하고

데이터가 무엇인지 어떻게 보내는지 관여하지 않음

 

2계층 : 데이터링크

LAN(스위치)과 같이 같은 네트워크에 있는 장치에 데이터를 전달하고, 전달한 데이터가 오류가 있는지 없는지 체크하고 재전송하고 흐름을 제어하는 기능도 있음. 

맥 주소로 전송함.(cmd ipconfig all => 물리적 주소가 맥 주소)

앞 6자리는 제조사 번호 / 뒷 6자리는 고유번호

맥주소를 가지고 데이터를 주고 받게 하는 프로토콜이 이더넷

대표적 장비 : 브릿지, 스위치

3계층 : 네트워크 계층

데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달

데이터가 어떻게 목적지를 찾아가는지 담당하는 프로토콜은 IP

라우팅이란? 네트워크 안에서 최적의 경로를 선택하는 것 목적지는 IP주소를 활용해서 찾고 데이터를 전송함. 

전송단위 : 패킷 / 대표장비 : 라우터

4계층 : 전송 계층(Transport)

양 끝단 사용자들이 데이터를 주고 받을 수 있게 하는 계층

중요한 포인트 : 어떤 방식으로 데이터를 보낼 것인가?

안정적으로 확실하게 데이터를 전송하는 프로토콜 : TCP

데이터가 유실될 수도 있지만 무조건 빠르게 프로토콜 : UDP

전송 단위 : 세그먼트  /  대표장비 : 게이트웨이, L4스위치

 

5계층 : 세션 계층

두 컴퓨터의 연결을 담당하는 계층

두 컴퓨터 사이에 연결을 생성하고 유지하고 종료하는 기능

=> 일종의 대화 통로

전송 중단 시 복구하는 기능도 있다.

단방향 / 반이중(무전기) / 전이중(전화기)

 

6계층 : 표현계층(Presentation)

어플리케이션 데이터를 읽을 수 있는 형식으로 변환하는 역할

인코딩-디코딩, 데이터 암호화 시 복호화, 압축 시 압축풀기 등

 

7계층 : 응용계층(Application)

사용자가 네트워크 자원에 접근하는 방법을 제공함

=> 인터넷 브라우저, 카톡

프로토콜 : HTTP(웹페이지), FTP, SMTP(메일주고받을 때)

 

요약

1. 물리계층에서 비트 단위의 전기 신호로 데이터가 전송됨

2. 데이터링크 계층에서는 맥 주소로 가까운 장치 간 정보 전달

3. 네트워크 계층은 IP주소로 목적지까지 최적의 경로를 안내

4. 전송계층은 끝단 사용자에게 확실하게 보낼지 빠르게 보낼지

5. 세션계층은 연결담당

6. 표현계층은 데이터를 읽을 수 있게 형식을 변환

7. 응용계층은 사용자에게 어플리케이션으로 서비스 제공

 

전송단위란?

네트워크에서 데이터가 전송될 때 그냥 데이터만 보내는 게 아니라 전송에 필요한 정보를 데이터 앞부분에 붙여서 다음 계층으로 보냄. 

전송에 필요한 정보? 누가 누구한테 보내는지, 어떻게 보내는지

=> 제어정보=헤더 / 실제 데이터=페이로드 => 패킷!!

헤어+페이로드 합쳐져 다음 계층 가면 페이로드가 되고 새로운 헤더 붙음 => 이런 과정 : encapsulation <> 디캡슐레이션

예를 들어

영상을 보고 댓글을 단다

1. 응용계층에서 어플리케이션이 처리하고 헤더를 붙여서 보냄

2. 표현계층에서도 헤더를 붙이고 세션계층으로 보냄

3. 세션계층에서도 헤더를 붙여서 내려보냄

4. 전송계층에서는 최종 목적지까지 확실하게 보낼지, 빨리 보낼지 정보를 헤더에 담아서 데이터를 합치게 되는데 이 데이터를 세그먼트라고 부름, 

5. 네트워크계층에서는 세그먼트를 IP주소를 바탕으로 최적의 경로를 찾는 라우팅 정보를 네트워크 헤더에 담는데 이를 패킷이라고 함.

6. 데이터링크계층에서는 프레임을 전송하는데 프레임 오른쪽에 붙어있는 데이터 트레일러는 데이터가 전송된 후에 오류가 있었는지 확인하는 용도

7. 이런 과정을 거친 데이터는 물리계층에서 비트단위로 이동돼서 상위 계층의 어플리케이션계층을 향해 달려가면서 헤더가 하나씩 제거되는 디캡슐화 과정을 거쳐 7계층에 도달

 

편지를 보낼때와 비유

1. 편지지에 한글로 편지 작성(응용/표현/세션)

2. 작성한 편지를 우체부에게 전달(전송)

3. 우편번호와 주소로 분류가 됨(네트워크)

4. 편지는 주소지에 있는 다른 우체국에 전달(물리/데이터링크)

5. 다시 주소로 구분돼서(네트워크)

6. 해당 우체부가 배달을 하게 되면(전송)

7. 상대방이 편지를 열어서 확인(응용/표현/세션)

TCP/IP 모델 => 실용적 모델