OSI 7Layer , TCP/IP Layer

OSI 7 Layer, TCP/IP Layer

L1. 물리 계층

• 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해 데이터를 전송
• 데이터는 0과 1로 비트열, 즉 On,Off 의 전기적 신호 상태로 이루어져, 해당 계층은 단지 데이터를 전달.
• 단지 데이터 전달의 역할 뿐만 아니라, 알고리즘, 오류제어 기능이 없음
• 장비로는 케이블, 리피터, 허브 존재

L2. 데이터 링크 계층

• 물리적인 연결을 통하여 인접한 두 장치 간의 신뢰성 있는 정보 전송을 담당 (Point-To-Point 전송)
• 안전한 정보의 전달이라는 것은 오류나 재전송하는 기능이 존재.
• MAC 주소를 통해서 통신
• 데이터 링크 계층에서 데이터 단위는 프레임
• 주요 장비: 브리지, 스위치가 있음.

L3. 네트워크 계층

• 중계 노드를 통하여 전송하는 경우 어떻게 중계할 것인가를 규정
• 라우팅 기능을 맡고 있는 계층으로 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 데이터를 보내는 기능을 가지고 있음.
  (최적의 경로를 설정 가능)
• 네트워크 계층에서 데이터 단위는 패킷.
• 주요 장비 : 라우터, L3 스위치

L4. 전송 계층

• 종단간의 신뢰성 있고 정확한 데이터 전송을 담당.
• 송신자와 수신자 간의 신뢰성있고, 효율적인 데이터를 전송하기 위하여 오류 검출 및 복구, 흐름제어와 중복검사 등을 수행.
• 데이터 전송을 위해서 Port 번호를 사용. (대표적인 프로토콜로 TCP, UDP 존재)
• 전송 계층에서의 데이터 단위는 세그먼트.

L5. 세션 계층

• 통신 장치 간의 상호작용 및 동기화를 제공.
• 연결 세션에서 데이터 교환과 에러 발생 시의 복구를 관리

L6. 표현 계층

• 데이터를 어떻게 표현할지 역할을 정하는 계층
• 주요 3가지 기능

1. 송신자에서 온 데이터를 해석하기 위한 응용계층 데이터 부호화, 변화
2. 수신자에서 데이터의 압축을 풀 수 있는 방식으로 된 데이터 압축
3. 데이터의 암호화와 복호화

L7. 응용 계층

• 사용자와 가장 밀접한 계층으로 인터페이스 역할
• 응용 프로세스 간의 정보 교환을 담당

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TCP/IP Layer

네트워크 인터페이스 계층 (L1, L2)

• 유선 LAN 이나 무선 LAN 어댑터가 처리할 수 있는 형태로 데이터를 변환하고
  이 데이터를 먼 목적지 (광 케이블) 까지 전달하는 것
  전기적 : 네트워크 카드 (NIC)

• 대표적인 프로토콜

- 이더넷 : 일반 금속 케이즐이나 광 케이블을 통해 데이터를 전달.
- PPP : 사용자 인증 후에 원격지의 장비와 통신.

인터넷 계층 (L3)

• 데이터 어드레스 주소 정보를 덧붙여 목적지까지 전달하는 것,
• 네트워크 간의 전송
• 네트워크의 대표적인 장비 : 라우터, L3 스위치

• 라우팅

• 데이터의 패킷이 출발지에서 목적지로 가는 가장 좋은 경로를 찾는 과정
• 라우터의 목적 : 최단 경로를 찾아주는것 (손실 없도록)

• L3 스위치, 네트워크 계층

• 트래픽 모니터링, 라우팅 설정, L2 스위치의 기능도 일부 가지고 있음.
  L2 스위치 (데이터 링크 계층) 스위치 경우, MAC 주소를 알고 데이터를 전달하였다면,
  L3 스위치는 IP 주소를 알고 데이터를 전달하는 장비

• 대표적인 프로토콜

- IP : 패킷을 목적지까지 전달.
- ICMP : IP 통신의 오류를 전달.
- IPSec : 패킷을 암호화하여 전달.
- ARP : 네트워크 장비의 MAC 어드레스를 알아냄.
- IP : 가상, DHCP(중복)
       고정 IP
       Dynamic IP => 현재 강의실에서 사용됨.
       MAC 주소 : 물리적(유일)
       해당 MAC 주소를 사용중인 Host 를 알 수 있게 됨.

전송 계층 (L4)

• 애플리케이션 계층의 프로그램에서 전달받은 데이터를 목적지 애플리케이션의 계층의 프로그램까지 전달하는 것.
  전달의 신뢰성을 위한 기능 : 재전송 기능

• 대표적인 프로토콜

A. TCP
- 애플리케이션의 데이터를 송수신 하되, 정확한 전달을 중시함.
송수신의 데이터의 처리과정의 신뢰성을 보장. 
B. UDP 
- 애플리케이션의 데이터를 송수신하되, 정확한 전달을 중시함.
  송수신 데이터의 신뢰성을 보장하지 않음. 

• L4 스위치, 네트워크 계층
  기능
  로드 밸런싱 (부하 분산)

• 외부에서 들어오는 모든 요청을 받은 뒤, 서버들에게 적절하게 요청을 나누어 주는 것.
• 최악의 경우 서버가 다운되는 경우를 방지
  장점

1. 가용성 향상 : 다운된 서버를 대신 수행하여 서비스 중단을 최소화
2. 확장성 : 서비스의 사용량이 증가하더라도 새로운 서버를 추가하여 시스템의 성능을 유연하게 확장
   사례: 공유기의 기능 (NAT, DHCP, 포트포워드)

애플리케이션 계층 (L5, L6, L7)

• 사용자를 위한 서비스를 제공 (웹 브라우저)

• 대표적인 프로토콜

- HTTP : 웹 페이지 데이터를 송수신할 때 사용
- HTTPS : 보안을 위해 웨 페이지를 주고 받을 때
- POP3 : 서버에 보관된 메일을 꺼내올 때
- SMTP : 메일 송신
- FTP : 파일 전송
- Telnet : 컴퓨터를 원격에서 제어
- SSH : 보안을 위해 컴퓨터를 원격에서 제어하는 과정을 암호화.
- SMB : 윈도우 컴퓨터와 파일을 공유
- DHCP : 컴퓨터에 프라이빗 IP를 동적으로 할당
- DNS : 도메인 이름(www.naver.com)과 IP 어드레스를 서로 변환함.
- SSL : 보안을 위해 통신 과정에서 주고받은 데이터를 암호화.

L7 스위치
기능

• 네트워크 트래픽을 분석하고, 처리하여 응용프로토콜 수준에서 동작
• 웹 애플리케이션의 배포와 부하 분산을 위해서 사용
  특징
• 하위 L2, L3, L4 스위치의 기능을 모두 보유