02. Network Models

dain·2022년 11월 1일
네트워크
0

컴퓨터네트워크

목록 보기
2/4

2.1 Layered Tasks

Layered Task

  • 통신에선 절차마다 다른 기능을 layer로 분리하여 처리한다.

    이때 각각의 layer가 하는 역할을 서비스라고 하며, 각 계층은 바로 아래 계층의 서비스를 사용한다.

  • Peer To Peer 통신
    • 서로 동등한 관계에서 하는 통신
    • sender와 receiver가 서로 대응되는 역할

2.2 The OSI Model

ISO와 OSI

  • ISO (International Standards Organization)
    • 1947년에 설립된 인터넷 국제 표준 기관
    • 국제 표준에 대한 세계적인 합의를 전담하는 다국적 기구
  • OSI (Open Systems Interconnection)
    • ISO에서 개발한 모델로, 1970년대 후반에 처음 도입됨
    • 통신 시스템이 표준 프로토콜을 사용하여 통신할 수 있도록 네트워크 프로토콜을 7계층으로 나누어 규정한 모델

OSI의 계층

서로 관련된 네트워크 기능들을 각 그룹 별로 분류한 것이 계층(Layer)이다.
OSI 모델은 호환되지 않는 시스템 간의 완전한 상호 운용을 가능하게 하며, 각 계층은 바로 아래 계층의 서비스를 사용한다.

✏️ TCP/IP의 계층

  • TCP/IP는 OSI 모델이 진화된 형태로, 5계층으로 분류된다.
  • 셰션 계층의 일부는 전송 계층에서 관리하고, 나머지 일부와 표현 계층은 응용 계층에서 관리한다.
    1. Physical Layer 물리 계층
    2. Data link Layer 데이터 링크 계층
    3. Network Layer 네트워크 계층
    4. Trasnport Layer 전송 계층
    5. Application Layer 응용 계층

Peer-to-Peer Processes

  • 한 장치의 Layer X가 다른 장치의 Layer X와 통신하는 것을 Peer-to-Peer 프로세스라고 한다.
    • 계층 간의 인터페이스
      • 각 인터페이스는 계층이 그 위의 계층에 제공해야 하는 정보와 서비스를 정의한다. (각 계층은 바로 아래 계층의 서비스를 사용)
    • 계층의 조직
      • 네트워크 지원 계층: 1, 2, 3 계층
      • 전송 계층: 4 계층
      • 유저 지원 계층: 5, 6, 7 계층

        유저 지원 계층은 관련되지 않은 소프트웨어 시스템 사이의 상호 운용을 가능하게 한다.

캡슐화

  • Encapsulation 캡슐화
    ? N-1 계층에서의 패킷의 데이터 부분은 N 계층의 전체 패킷을 전달한다는 개념
    • N-1 계층의 데이터 = N 계층의 헤더 + N 계층의 데이터

2.3 Layers in the OSI Model

Physical Layer

? 물리적인 매체를 통해 노드(=hop)에서 다음 노드로 비트의 흐름을 전송하는 계층

  • 데이터 유닛: Bit
  • 특성
    • 기계적/전기적 기능 처리
    • 비트의 동기화 처리

      ✏️ Synchronization 동기화
      ? 통신 당사자들이 데이터를 주고받는 시점(시간적 관계)을 일치시키는 것

    • 네트워크의 물리적인 구조(topology)와 연관

? 한 hop에서 다음 hop으로의 frame을 전송하는 계층

  • 데이터 유닛: Frame
  • 주소: 물리 주소
  • 특성
    • 흐름 제어, 에러 제어, 접근 제어
    • Hop-to-hop (node-to-node) 전달

Network Layer

? source host (발신지)로부터 destination host(목적지)까지 packet을 전송하는 계층

  • 데이터 유닛: Packet
  • 주소: 논리 주소
  • 라우팅 (Routing)
    ? 논리 주소를 통해 발신지로부터 목적지까지의 최적 경로를 찾아가는 과정
    • source-to-destination 전달
    • 네트워크 계층의 핵심 기술로, 서로 다른 네트워크 간의 통신을 가능하게 한다.
    • 라우팅 과정에서 routing table 이용

Trasnport Layer

? 한 프로세스에서 다른 프로세스로 메시지를 전송하는 계층

응용층에서 전달 받은 메시지를 통신 프로그램, 즉 포트 주소에 따라 세그먼트로 쪼개서 목적지의 전송 계층으로 전송한다.

프로세스? 호스트에서 실행되는 통신 가능한 응용 프로그램

  • 데이터 유닛: Segment
  • 주소: 포트 주소
  • 특성
    • 분할 및 재구성
    • 연결 제어, 흐름 제어, 에러 제어, 혼잡 제어
    • process-to-procees 전달

Session Layer

? 대화 제어 및 동기화 담당하는 계층

Presentation Layer

? 번역, 압축, 암호화 담당하는 계층

Application Layer

? 유저에게 서비스들을 제공하는 계층

  • 데이터 유닛: Message
  • 특성
    • 네트워크 가상 터미널, 파일 전송/접근/관리, 메일 서비스, 폴더 서비스 등의 업무 담당

2.4 TCP/IP Protocol Suite

TCP/IP 프로토콜

  • 본래의 TCP/IP 프로토콜은 4개의 계층(Host-to-network, Internet, Transport, Application)으로 정의되었지만,
    OSI와 비교하였을 때 5개의 계층(Physical, Data link, Network, Transport, Application)으로 구분할 수 있다.
  • TCP/IP와 OSI 모델
  1. Physical
    • 특정 프로토콜을 정의하는 대신, 모든 표준 및 독점 프로토콜을 지원한다.
    • 네트워크: LAN과 WAN 가능
    • 전송 매체의 연결 책임
  1. Data link
    • 특정 프로토콜을 정의하는 대신, 모든 표준 및 독점 프로토콜을 지원한다.
    • 인접 노드 간 프레임 관리 책임
  1. Network
    • IP(Internetworking Protocol)는 Internetworking을 지원한다.
    • 4가지 프로토콜 (ARP, RARP, ICMP, IGMP) 사용
    • 라우팅
  1. Transport
    • TCP(Transmission Control)와 UDP(User Datagram)라는 두 개의 프로토콜을 사용한다.
    • 프로세스로부터 다른 프로세스로 데이터 전달 책임

      IP는 호스트 대 호스트 프로토콜이고,
      TCP/UDP는 전송 수준에서의 프로세스 대 프로세스 프로토콜이다.

  1. Application
    • OSI 모델의 세션/표현/응용 계층의 결합과 동일
    • 많은 프로토콜을 지원한다.
    • 종단 사용자(destination)을 위한 서비스를 제공한다.

2.5 Addressing

TCP/IP 프로토콜의 주소

  • TCP/IP 프로토콜에서 사용되는 주소
    : 물리 주소, 논리 주소, 포트 주소, 별첨 주소
  • TCP/IP 프로토콜에서 계층과 주소의 관계

Physical Address

? LAN이나 WAN에 의해 정의된 노드의 물리적인 주소로, 링크 주소라고도 한다.

  • 2계층에서의 주소
    : 데이터 링크 계층의 Frame에 포함된다.
  • 예시
    : 물리 주소가 10인 노드(송신자)에서 물리 주소가 87인 노드(수신자) 로 프레임 전송하는 상황으로, 두 노드는 LAN 내에서 버스 링크로 연결된다.
  • 문제
    • 물리 주소는 해당 장치를 만든 기업의 정보, sequence 번호 등으로 구성되며, 네트워크에 따라 크기와 형식이 다르다. → 비체계적이다.

      ✏️ 대부분의 LAN은 12자리의 16진수로 작성된 48비트의 물리 주소를 사용하며, 모든 바이트는 콜론으로 구분된다.

    • 2계층 장치(허브, 스위치 등)로 연결되지 않은 컴퓨터들, 즉 같은 네트워크 내에 있지 않은 컴퓨터들 간의 통신에서 물리 주소는 네트워크마다 주소의 형식이 다를 수 있기 때문에 적합하지 않다.

      ✏️ 일반적으로 LAN 안에서는 허브와 같은 2계층 장치로 연결되고, LAN과 LAN은 2계층에 대한 정보를 활용하는 다른 3계층 장치로 연결된다.

    • 물리적인 네트워크에 관계없이 호스트를 고유하게 식별할 수 있는 범용 주소 시스템이 필요하다.

      => 논리 주소

Logical 주소

? 물리 주소와는 독립된, 전역 통신을 위한 범용 주소

  • 3계층에서의 주소
    : 네트워크 계층의 packet에 포함된다.
  • 물리 주소와는 관계 없이 호스트를 고유하게 식별할 수 있는 공용 주소이다.
  • 예시

통신 과정에서 물리 주소는 hop마다 변하지만, 논리 주소는 변하지 않는다.

Port 주소

? 노드 안에서 작동하는 프로세스(통신 프로그램)의 주소

물리 주소와 논리 주소는 발신지로부터 목적지까지 데이터를 전송하는데 필요하고, 포트 주소는 특정 프로세스와 통신하는데 필요하다.

  • 4계층에서의 주소
    : 전송 계층의 세그먼트에 포함된다.

  • 포트 주소는 10진수 하나로 표시되는 16비트 주소이다.

  • 예시
    : 송신 컴퓨터가 포트 주소가 a, b, c인 3개의 프로세스를 동시에 실행하고, 수신 컴퓨터는 포트 주소가 j, k인 2개의 프로세스를 동시에 실행하고 있을 때, 송신 컴퓨터의 프로세스 a가 수신 컴퓨터의 프로세스 j와 통신하고자 하는 상황

    물리적 주소는 hop 마다 변하지만, 논리 주소와 포트 주소는 일반적으로 동일하게 유지된다.

Specific 주소

? 일부 응용 프로그램에서 해당 특정 주소에 맞게 설계된 사용자 친화적인 주소

  • 이메일 주소, URL 등
  • 5계층에서의 주소
    : 응용 계층의 메시지에 포함된다.
profile
dain
자라나는 감자
이전 포스트

01. Introduction

다음 포스트

03. Data and Signals

1개의 댓글

comment-user-thumbnail
SYiee
2023년 4월 18일

좋은 글 감사합니다~:)

답글 달기