Section 19. 네트워크 개요

데이터 통신

프로토콜

- 데이터 통신에 있어서 신뢰성 있게 효율적이고 안전하게 정보를 주고받기 위해서 정보의 송/수진자측 또는 네트워크 내에서 사전에 약속된 규약 또는 규범

- 주로 송신자측에서 수신자측을 호출하여 연결하는 과정, 통신회선에서의 접속 방식, 등에 대한 다양한 규약을 포함

 

1) 주요 구성 요소

- 무엇을 어떻게 그리고 언제 통신할지에 대한 규정

- 구문, 의미, 타이밍으로 구성

 

Synatax

- 데이터의 구조나 형식.

- 데이터가 표현되는 순서

 

Semantics

- 의미는 비트의 영역별 의미를 나타냄

- 특정 패턴을 어떻게 해석하고, 그를 기반으로 어떤 동작을 할 것인가를 결정

 

Timing

- 데이터를 언제 보낼지

- 데이터를 얼마나 빠른 속도로 보낼지

 

OSI 모델과 TCP/IP 프로토콜

OSI Model (Open System Interconnection)

- Open System은 기반 구조와 관계없이 시스템 간의 통신을 제공하는 프로토콜의 지합

- OSI 모델은 하드웨어나 소프트웨어의 기반의 논리적인 변화에 대해 요구 없이 서로 다른 시스템 간의 통신을 원할하게 하는데 그 목적이 있다.

 

1) 계층의 구성

- 7개의 계층으로 나누어져 있으며 3그룹으로 분류 가능

Leve1 Physical Layer	한 장치에서 다른 장치로 데이터를 전송할 때 필요한 물리적인 면을 처리
Level2 DataLink Layer
Level3 Network Layer
Level4 Transport Layer	두 그룹을 연결하고 하위 계층에서 전송한 내용을 상위 계층이 사용할 수 있도록 형태 보장
Level5 Session Layer	사용자 지원 계층. 서로 관련이 없는 소프트웨어 시스템 간의 상호 연동
Level6 Presentaion Layer
Level7 Application Layer

 

OSI 모델의 계층 구조

1) Physical layer

- 데이터를 물리 매체상으로 전송하는 역할을 담당하는 계층

- 전송을 위해 필요한 물리적 링크의 설정 유지 해제를 담당

- 사용자 장비와 네트워크 종단 장비 사이의 물리적, 전기적인 인터페이스 규정에 초점

- 전송 선로의 종류에 따라 전송방식과 인코딩방식을 결정

 

2) Data link layer

- 물리 계층의 있는 그대로의 전송 설비를 신뢰할 수 있는 링크로 변환

- 네트워크 계층에게 오류 없는 물리 계층으로 보이도록 하기 위함

- 물리 계층에서 전송하는 비트에 대한 비트 동기 및 식별 기능과 원활한 데이터의 전송을 위한 흐름 제어, 안전한 데이터 전송을 위한 오류 제어 등의 기능 수행

- 논리적 연결제어를 담당하는 Logical Link Control 또는 Data Link control과 같은 장비간의 물리적인 접속을 담당하는 Media Access Control의 두 sub 계층으로 나누어진다.

- 해당 계층에서 사용하는 데이터 단위를 Frame 이라고 한다.

 

3) Network layer

- 송신자측에서 수신자측까지 데이터를 안전하게 전달하기 위해서 논리적 링크를 설정하고 상위 계층 데이터를 작은 크기의 패킷으로 분할하여 전송하는 역할을 수행

 

4) Transport layer

- 세션을 맺고 있는 두 사용자 사이의 데이터 전송을 위한 End-to-End 제어 담당

- 송신 컴퓨터의 응용프로그램에서 최종 수신 컴퓨터의 응용프로그램으로의 전달을 의미

 

5) Session layer

- 네트워크 대화 제어기

- 통신 시스템 간에 상호대화를 설정하고, 유지하고, 동기화

- 특정한 프로세스 사이에서 세션이라 불리는 연결을 확립하고 유지하며 동기화 하는 기능을 제공

- Presentation 계층으로 부터 받은 데이터를 효율적인 세션 관리를 위해 짧은 데이터 단위로 나눈 후 에 Transport 계층으로 전달

 

6) Presentation Layer

- 송/수신자가 공통으로 이해할 수 있도록 정보의 데이터 표현 방식을 바꾸는 기능

- 응용 프로그램 계층으로부터 데이터를 받아서 표준 포맷으로 변환

- 동작하는 프로토콜이 존재하지 않음

- 송신자측에서는, Application layer로부터 받은 데이터의 보안과 효율적인 전송을 위해 암호화와 압축을 수행하여 session 계층에 전달

 

7) Application Layer

- 최상위 계층으로 사용자가 네트워크에 접속하는 것을 가능하게 한다.

- 전자우편, 원격 파일 접속과 전송, 공유된 데이터베이스 관리, 분산된 정보 서비스의 또 다른 유형과 같은 서비스를 지원하고 사용자 인터페이스 제공

 

TCP/IP 프로토콜 그룹

- 현재 인터넷에서 사용하는 프로토콜 그룹

- 상호작용하는 모듈로 이루어진 계층적 프로토콜

- 계층적 프로토콜이란, 상위 계층 프로토콜은 1개 이상의 하위 계층 프로토콜로부터 제공되는 서비스의 지원을 받는 것을 말함

- 기존에는 하드웨어에 설치된 4개의 소프트웨어 계층이었지만, 현재는 5계층으로 간주

 

1) OSI와 TCP/IP 그룹간 비교

- TCP/IP 프로토콜은 OSI보다 먼저 개발됨. (TCP/IP 프토콜의 계층과 OSI 모델의 계층이 다른 이유)

- Session과 presentation 2개의 계층이 TCP/IP 프로토콜 계층에 존재하지 않음. 

TCP/IP 5계층

2) 계층적 구조

- 발신지 호스트는 application에서 메시지를 생성하고 그것을 아래 계층으로 전달함으로써, 메시지가 물리적으로 목적지 호스트에 도달한다.

- 목적지 호스트는 물리 계층에서 통신을 받고 그것을 다른 계층을 거쳐 응용 계층으로 전달한다.

- 라우터는 3개의 계층과 관련된다

- Router가 오징 Routing 기능만을 수행한다면 Transport계층과, Application을 갖지 않는다. 

- Switch는 주로 Data Link와 Physical과 관련이 있다. 

 

각 계층에 대한 설명

계층	설명
데이터 링크	전송 매체에 프레임을 송수신하는 역할
네트워크	IP는 호스트 네트워크 주소를 관리하고, 패킷을 라우팅하는 역할을 수행. ARP는 네트워크 호스트 들의 하드웨어 주소를 얻는 데 사용되며, ICMP는 패킷 전송에 관한 오류 메시지의 처리 담당
전송	종단간 통신 서비스 제공을 담당. 전송계층에는 2개의 프로토콜인 TCP와 UDP가 존재 - TCP는 신뢰성 있는 데이터를 전송할 때 사용하며, UDP는 신뢰성을 보장하지 않는다.
응용	응용프로그램이 네트워크에 접근 가능하도록 인터페이스 기능을 수행한다.

 

캡슐화와 역캡슐화

- 발신지 호스트에서는 캡슐화, 도착지 호스트에서는 역캡슐화를 한다. 

- 라우터에서 역시, 발생하는데 데이터링크 계층 스위치에서는 일어나지 않는다. 

 

주소 지정

- TCP/IP 프로토콜을 이용한 인터넷은 3개의 서로 다른 계층의 주소가 사용된다. 

- Physical address, Logical Address, Port Address

 

1) Logical Address

- 기존 물리적인 네트워크와는 독립적으로 전세계적인 통신 서비스를 위해 필요

- 현재 인터넷에 연결된 호스트를 유일하게 식별할 수 있는 32 bit주소 체계

- 물리주소는 홉에서 홉으로 갈 때마다 변경되지만 논리 주소는 발신지에서 목적지까지 같은 상태로 남아있다. 

 

2) Port Address

- 정해진 포트를 이용해, 하나의 컴퓨터에서 실행중인 여러 프로세스 중, 적절한 포트에게 전달해주기 위해 필요

 

다중화와 역다중화

1) Multiplexing : 여러 프로세스에서 패킷을 합쳐서 보낼 수 있다. 

 

2) Demultiplexing : 그걸 받아서 여러 프로세스에 나눠줄 수 있다.