컴퓨터 네트워크의 구조와 원리에 대해서 공부합니다.
이 포스트는 경희대학교 컴퓨터 네트워크 수업자료를 바탕으로 합니다.
1. OSI 7 Layer
OSI 7 Layer(Open Systems Interconnection Reference Model)
- 국제표준화기구(ISO)에서 개발한 모델로, 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것.
- 기본 내부 구조 및 기술에 관계없이 통신, 컴퓨팅 시스템의 통신 기능을 특성화하고 표준화하는 개념적 모델.
위의 그림은 통신에 대한 예시를 나타낸다. 송신자 Maria와 수신자 Ann이 메시지를 주고받는 과정을 OSI Layer으로 살펴보자. 각 레이어들의 위와 아래는 서로 상관없이 독립적이다.
Maria의 Layer3에서 Plaintext가 Encrypt되면서 Layer2로 보내진다. 이후 Layer1로 이동하면서 Sender는 Receiver의 Layer1로 비트 정보를 보낸다. 이를 Layer2로 올려 Decrypt하고, Layer3으로 보내 메시지를 수신하게 된다. 즉 송신과정에서의 Layer 이동과 수신과정에서의 Layer이동은 서로 역순임을 알 수 있다.
위의 예시를 이해하고, OSI 7 layer를 알아보자.
▶ Application Layer
기능 : message format, human-machine interface, (예시 : UI, 메뉴 구성 등)
대표 프로토콜 : HTTP, DNS, SNMP, FTP
▶ Presentation Layer
기능 : 암호화, 압축
대표 프로토콜 : SSL, TLS
▶ Session Layer
기능 : Authentication(인증 ex.로그인)검증, permissions(권한), 세션 복원
대표 프로토콜 : API’s, Socket, NetBIOS, PPTP
▶ Transport Layer
기능 : end-to-end 에러 검출(네트워크에서의 에러 검출)
대표 프로토콜 : TCP, UDP
▶ Network Layer
기능 : (컴퓨터를 연결하는 줄이 하나보다 더 많아졌을 때) 라우팅 및 트래픽 제어를 포함한 multi-node network 구조화 + 관리 및 패킷 전달, 데이터 전송 시 주소가 생긴다.
대표 프로토콜 : IP, IPX
▶ Data Link Layer
기능 : 에러검출, flow control on physical link(데이터 송수신량 조절, 흐름제어)
대표 프로토콜 : Ethernet, ATM
▶ Physical Layer
기능 : 비트(0과 1) 전달, 물리적 송/수신
대표 프로토콜 : Ethernet, 블루투스
1 ~ 4 Layer는 kernel에 위치하며, 그 중 3 ~ 4 는 OS에 위치한다.
5 ~ 7 Layer는 Application 레벨으로 구분한다.
앞으로의 포스트에서 위 레이어 하나하나에 대해 자세하게 살펴볼 것이다.
계층화 예시에 대해 좀 더 살펴보자. 두 개의 통신 장치에 의한 데이터 처리에 대한 수행 과정은 다음과 같다.
» 전송될 데이터는 전송 장치의 최상위 layer(layer N)에서 PDU(protocal data unit)로 구성된다.
» PDU는 계층 N-1로 전달되며, 이는 SDU(Service Data Unit)라고 한다.
» layer N-1에서 SDU는 header, footer 또는 둘 다로 연결되어 layer N-1의 PDU를 생성한다. 이후 layer N-2로 전달된다.
» 이 과정은 데이터가 수신 장치로 전송되는 최하위 레벨에 도달 할 때까지 계속된다.
» 수신 장치에서, 데이터는 가장 낮은 layer에서 가장 높은 layer으로 SDU가 최상위 레이어에 도달 할 때 까지 전달된다.
