[데이터통신] 2. 네트워크와 모델

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[데이터통신] 1. 데이터 통신의 개요

 

[1] 프로토콜 계층화 (Protocol Layering)

-> 복잡한 기능들을 여러 단순한 기능들로 분류해 나누고 작업처리 순서를 정의한 것

 

* 계층 구조의 특징

- 복잡한 작업을 여러 작고 단순한 작업들로 나눠 진행

- 모듈성 (Modularity) : 특정 계층 단위로 업데이트/변경이 가능, 내부 상세한 구현 내용은 다른 계층에 보이지 않음, 한 계층은 입/출력 형식과 내부 기능으로 정의됨

- 필요한 계층까지만 구현해 사용 : 네트워크 장비의 기능 단순화, 비용 절감

- 계층 간 필요한 정보를 교환하기 어렵고 복잡

- 고속화에 어려움이 발생하기도 함

 

* 프로토콜 계층화의 원칙

- 각 계층이 상/하향으로 상반되는 2가지 작업을 수행 (Ex. 듣기/말하기, 암호화/복호화, 보내기/받기)

- 각 계층에 있는 객체는 서로 동일함

- 통신하는 각 계층은 자신이 다루는 객체를 전달할 수 있는 '논리적 연결'이 있음

 

 

 

[2] OSI 모델

- 국제표준기구 (ISO)에서 정의한 네트워크 통신의 표준 참조 모델

- 기본적 하드웨어/소프트웨어의 변경 없이 서로 다른 시스템 간 개방된 통신이 목적임

- 유연하고 튼튼하며 상호연동할 수 있는 네트워크 구조를 설계하고 이해하기 위함임

 (실제로 구현된 프로토콜이라기 보다, 참조 모델 (Reference Model) 로서의 의미)

- 서로 독립적인 7 계층으로 정의돼, 일부 계층이 변경돼도 다른 계층에 영향이 없음

 

* OSI 7 Layer

* 계층 간 통신 모델

- SDU (Service Data Unit) : 상위 계층에서 전달 요청을 받은 사용자 데이터

- PCI (Protocol Control Info) : 네트워크 상 동등 계측 (피어 프로세스)에게 보내지는 정보, 해당 계층에게 어떤 서비스 기능을 수행하도록 요청하는 헤더

- PDU (Protocol Data Unit) = SDU + PCI

- ICI (Interface Control Info) : 서비스 기능을 호출하기 위해 N, N-1 계층 사이에서 전달되는 임시매개변수

- IDU (Interface Data Unit) : PCI, SDU, ICI를 포함하는 계층 경계를 통과하여 전달되는 정보의 전체 단위

 

* 캡슐화 (Encapsulation) 과 역캡슐화 (Decapsulation) : 전송할 데이터의 앞이나 뒤에 헤더나 트레일러를 첨부해 하위 계층으로 전달, 하위 계층은 원래의 데이터 영역이 어디인지 모르고 상위 계층에서 첨부한 헤더/트레일러가 첨부된 전체 데이터를 전송해야 할 정보 데이터로 취급함

* 물리 계층 (Physical Layer) 

- 물리적 전송매체를 통해 비트 흐름을 전송하기 위한 규정 : 전송 속도, 비트 동기화

- 물리적 인터페이스, 전송매체의 물리적 특성이나 유형 정의 : 기계적, 전기적 규격 / 처리 절차

- 개별 비트를 한 노드에서 다른 노드로 전달해야 함 : 회선 구성 (점-대-점, 다중점), 전송 모드 (단방향, 반이중, 전이중)

 

* 데이터링크 계층 (Data Link Layer)

- 패킷 (데이터 덩어리, 프레임)을 한 노드에서 다른 노드로 전달해야 함

   ->프레임 : 네트워크 계층으로부터 수신한 데이터를 프레임 단위로 분리

- 상위 계층에게 오류 없는 물리 계층으로 보이도록 함

- 물리 주소 지정 : 송수신 노드의 물리 주소를 프레임 헤더에 추가

- 흐름제어, 오류제어, 접근제어

 

* 네트워크 계층 (Network Layer)

- 발신지-대-목적지 전달 : 데이터그램을 발신지로부터 여러 네트워크를 통해 목적지까지 전달해야 함

- 논리 주소 지정

- 라우팅 : 패킷이 최종 목적지까지 전달되도록 최적의 경로를 지정함

 

* 전송 계층 (Transport Layer)

- 발신지(프로세스)-대-목적지(프로세스) 전달 : 세그먼트 (사용자 데이터그램)을 전달해야 함

- 포트주소 지정

- 분할과 재조립 : 세그먼트 단위로 순서번호를 부여해 재조립, 또는 손실 판단

- 연결 제어 : 연결형/비연결형

- 흐름제어, 오류제어

 

* 세션 계층 (Session Layer)

- 네트워크의 대화 조정자

- 대화 제어 : 반이중/전이중

- 동기화 : 검사점 추가

 

* 표현 계층 (Presentation Layer)

- 통신 장치 간 상호 운용성 (Interoperability) 보장 : 두 시스템 간 주고받는 정보의 구문과 의미 일치

- 변환 : 서로 다른 체계를 사용하는 경우 공통 형식으로 변환

- 압축 : 정보의 비트 수 줄임

- 암호화 : 비밀성 보장을 위해 정보를 다른 형태로 변환

 

* 응용 계층 (Application Layer)

- 사용자 인터페이스 제공 : 사용자, 소트프웨어가 네트워크에 접근할 수 있도록 함

- 상세 기능 : 파일 전송 및 관리, 우편 서비스, 디렉토리 서비스, 웹 서비스

 

 

[3] TCP/IP 프로토콜 그룹

* OSI 7 Layer 이 법률 표준이라면, TCP/IP가 사실 표준

-> 물리 계층, 데이터링크 계층은 정의되지 않음

-> 전송매체에 따라 다른 표준 단체에서 별도로 정의하고, 그 위에 TCP/IP 프로토콜이 구동할 수 있는 환경을 구축해 줌

 

* 레이어 별 객체와 주소 지정

* 계층에 따른 전달 방식

- Hop-to-Hop : 2계층에서 이루어짐

   -> Hop : 호스트 또는 라우터

   -> 동일 링크에 연결된 다음 노드까지 전달하는 방식

- End-to-End : 3계층 이상에서 이루어짐

   -> 메시지의 원래 송신자로부터 최종 수신자로 전달하는 방식