[ 네트워크 ] 네트워크 계층 모델 : OSI 7계층, TCP/IP, 패킷

1. 네트워크 계층 모델

(1) OSI 7계층

- 데이터를 주고 받을 때 데이터 자체의 흐름을 각 구간 별로 나눠 놓은 것

- 용도 자체가 교육용이자 참고용이라는 것을 알아두자.

 

 

(2) TCP / IP 모델

- 현재 우리가 사용하고 있는 모델

- 네트워크 패킷들을 살펴 보면, OSI 7계틍 보다는 TCP/IP 모델에 더 잘 맞는 것을 알 수 있다. 

 

 

(3) 두 모델 비교

- 공통점

ⓐ 계층적 네트워크 모델

ⓑ 계층 간 역할 정의

 

- 차이점

ⓐ 계층의 수 차이

ⓑ OSI는 역할 기반, TCP/IP는 프로토콜 기반

ⓒ OSI는 통신 전반에 대한 표준

ⓓ TCP/IP는 데이터 전송 기술 특화

 

OSI → 논리적

TCP/IP → 실무적

 

 

 

2. OSI 7계층

(1) 7계층 : Application (응용)

- 사용자에게 네트워크 서비스 제공

- 택배를 부칠 때 어떤 상품인지와 어디로 보내는 지를 입력한다. 즉, 데이터를 만들고 준비한다.

 

 

(2) 6계층 : Presentation (표현)

- 데이터 표현 방식 결정

- 방식 종류 : 암호화, 압축 등

- 택배 부칠 때의 나의 개인정보 등을 암호화하고 압축해서 다음으로 보내준다.

 

 

(3) 5계층 : Session (세션)

- 세션 (Session) : 통신하고자 하는 두 장비의 프로그램 간의 연결

- 프로그램 간의 세션을 성립하고 유지하며 끊는 역할. Application의 계층 간의 연결을 도와주는 계층

- 암호화하고 압축한 데이터를 보내기 위해서 확인한다. 주소와 데이터가 잘 입력됐는지, 압축도 잘 됐는지 확인한다.

 

 

(4) 4계층 : Transport (전송)

- Service를 구분하고, Data 전송을 담당하는 역할

- Data를 분할하고 전송한다.

- 포트 (Port) 번호를 나눠서 데이터를 전송한다.

- 장비 : L4 스위치

- 포장하는 단계이다.

 

 

(5) 3계층 : Network (네트워크)

- 논리적 주소를 기반으로 데이터의 전송 경로를 결정해주는 계층

- 논리적 주소 - IP 주소

- 장비 : L3 스위치, 라우터, 공유기

- 택배 데이터에 적힌 주소로 보냈다. 물건을 가지고 있는 곳에서 모든 데이터를 확인하고 이제 택배 회사로 출발시켰다.

 

 

(6) 2계층 : Data Link (데이터 링크)

- 물리적 주소를 기반으로 데이터의 전송 형태를 결정해주는 계층

- 물리적 주소 - MAC 주소

- 장비 : L2 스위치, 브릿지

- LAN 구간 : 이더넷 (Ethernet)

- WAN 구간 : HDLC, PPP, Frame-Relay, ATM

- 운송수단이다. 제주도로 가기 위해서는 비행기 화물로, 국내 택배는 트럭으로 운송될 것이다. 운송 수단을 정하는 계층이다.

 

 

(7) 1계층 : Physical (물리)

- 데이터 ▶ 비트 (bit)

- 비트 (bit) ▶ 데이터

- 상위 계층에서 만든 데이터를 전기적 신호로 바꿔서 매개체를 통해 전달해주는 계층

- 장비 : Hub, Cable, 커넥터, 리피터

- 택배 트럭이 전달하러 가고 있다.

 

 

(8) OSI 계층 별 프로토콜

7계층 : 응용	HTTP, SMTP, IMAP, POP, SNMP, FTP, TELNET, SSH
6계층 : 표현	SMB, AFP, XDR
5계층 : 세션	NetBIOS
4계층 : 전송	TCP, UDP, SPX
3계층 : 네트워크	IP, ICMP, IGMP, X.25, CLNP, ARP, RARP, BGP, OSPF, RIP, IPX, DDP
2계층 : 데이터 링크	이더넷, 토큰링, PPP, HDLC, 프레임 릴레이, ISDN, ATM, 무선랜, FDDI
1계층 : 물리	전선, 전파, 광섬유, 동축케이블, 도파관, PSTN, 리피터, DSU, CSU, 모뎀

 

 

 

3. 패킷

- 네트워크를 통해 전달되는 데이터를 통칭하는 말

- 네트워크에서 전달하는 데이터의 형식화된 블록

- 패킷은 제어 정보와 사용자 데이터 (페이로드)로 이루어진다.

- 패킷은 여러 프로토콜의 조합으로 이루어진다. (여러 프로토콜들로 캡슐화된다.)

 

 

(1) 패킷의 구조

- 상자 속의 상자.. 또 상자 속의 상자 같이 여러번 포장된 택배 상자와 같은 구조이다.

헤더

페이로드 : 실질적으로 보내는 데이터

풋터 (잘 사용하지 않음)

 

ex.

Ethernet

IPv4

TCP

HTTP

HTTP를 페이로드로 해서 TCP 헤더를 붙인다. → 하나의 패킷이 됨

TCP + HTTP를 페이로드로 해서 IPv4 헤더를 붙인다. → 하나의 패킷이 됨

TCP + HTTP + IPv4를 페이로드로 해서 Ethernet 헤더를 붙인다. → 하나의 패킷이 됨

 

 

(2) 패킷을 이용한 통신과정 - 보내기 : Encapsulation (캡슐화)

ex. 웹툰 보기

① 데이터 : 토요일 웹툰 보여줘

② TCP 통신으로 네이버 웹사이트로 보내기

③ IPv4로 멀리까지 통신하기

④ Ethernet으로 네이버 안에서 네이버 웹툰까지 통신하기

 

- 프로토콜을 붙일 때, 하위 프로토콜 앞에 상위 프로토콜이 올 수 없다.

(TCP : 4계층, IPv4 : 3계층, Ethernet : 2계층)

 

 

(3) 패킷을 이용한 통신과정 - 받기 : Decapsulation (디캡슐화)

2계층 확인 → 3계층 확인 → 4계층 확인 → 송신자가 보내는 데이터가 무엇인지 확인

 

- 더 간략하게 나타내보면,

 

 

(4) PDU (Protocol Data Unit)

- 계층 별로 이름이 다른 것을 표현