32. 랜 카드에서의 데이터 전달과 처리

네트워크의 구성

• 응용 계층(세션, 표현 포함) : 애플리케이션 등에서 사용하는 데이터를 송수신 하는 데 필요하다.
• 전송 계층 : 목적지에 데이터를 정확하게 전달하는 데 필요하다.
• 네트워크 계층 : 다른 네트워크에 있는 목적지에 데이터를 전달하는 데 필요하다.
• 데이터 링크 계층 : 랜에서 데이터를 송수신하는 데 필요하다.
• 물리 계층 : 데이터를 전기 신호로 변환하는 데 필요하다.

컴퓨터의 데이터가 전기 신호로 변환되는 과정

1. 연결이 확립된 상태에서 웹 브라우저에 URL을 입력하고 Enter키를 누르면 캡슐화가 시작된다.
2. 웹 브라우저에서 웹 서버로 요청을 보낼 때 HTTP 프로토콜을 사용한다. 따라서 HTTP 메시지가 전송 계층으로 보내진다.
3. 전송 계층에서는 데이터에 TCP 헤더 붙어서 세그먼트가 된다. 출발지 포트 번호(웹 브라우저)는 잘 알려진 포트가 아닌 포트(1025 이상) 중에서 무작위로 선택된다. 목적지 포트 번호는 HTTP 이므로 80번 포트가 선택된다.
4. 데이터가 네트워크 계층에 전달된다. 데이터에 IP 헤더가 붙어서 IP 패킷이 된다. IP 헤더에는 출발지 IP 주소와 목적지 IP 주소가 포함되어 있다.
5. 데이터가 데이터 링크 계층으로 전달된다. 데이터에 이더넷 헤더와 트레일러(FCS)가 붙어서 이더넷 프레임이 된다.
6. 물리 계층에서 전기 신호로 변환되어 네트워크로 전송된다. 변환할 때 랜 카드가 사용된다.

33. 스위치와 라우터에서의 데이터 전달과 처리

• 스위치 내에 대응되는 OSI 모델의 계층은 물리 계층과 데이터 링크 계층이다.
  • 스위치를 거치면 데이터 링크 계층에서 목적지 MAC 주소와 출발지 MAC 주소가 바뀐다.
• 라우터 내에 대응되는 OSI 모델의 계층은 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층이다.
  • 라우터를 거치면 데이터 링크 계층에서 목적지 MAC 주소와 출발지 MAC 주소가 바뀌고, 네트워크 계층에서 출발지 IP 주소가 바뀐다.

33. 웹 서버에서의 데이터 전달과 처리

• 요청이 웹 서버로 전달되면 역캡슐화가 발생한다.
  

1. 데이터가 전기 신호로 웹 서버에 도착하면 웹 서버는 데이터 링크 계층에서 이더넷 프레임의 목적지 MAC 주소와 자신의 MAC 주소를 비교한다. 주소가 같으면 이더넷 헤더와 트레일러를 분리하고 네트워크 계층에 전달한다.
2. 네트워크 계층에서는 목적지 IP 주소와 웹 서버의 IP 주소가 같은지 확읺나다. 주소가 같으면 IP 헤더를 분리하고 전송 계층에 전달한다.
3. 전송 계층에서는 목적지의 포트 번호를 확인하여 어떤 애플리케이션으로 전달해야 되는지 판단하고 TCP 헤더를 분리하여 응용 계층에 전달한다.
4. 응용 계층으로 전달된 데이터에 맞는 응답 데이터를 만들고 캡슐화가 발생한다. 이런 방식으로 클라이언트와 서버 사이에서 요청과 응답을 주고받는다.

보강 1. 정적 라우팅과 동적 라우팅

• 라우팅은 패킷을 목적지 컴퓨터까지 보낼 때 최적의 경로를 선택하여 전송하는 것을 말한다.
• 라우팅은 크게 정적 라우팅과 동적 라우팅 두 가지 방법으로 나뉜다.
  • 정적 라우팅 : 관리자가 미리 라우팅 테이블에 경로를 수동으로 추가하는 방법이다.
    • 관리자가 수동으로 설정해야 하므로 소규모 네트워크에서 사용
    • 라우터 정보가 교환되지 않아 대역폭에 대한 부담이 적음
    • 라우팅 정보가 네트워크로 전달되지 않으므로 보안 유지에 좋음
    • 동적으로 반영되지 않으므로 어떤 경로에 장애가 발생해도 다른 경로로 우회 불가. 이럴때는 관리자가 설정을 하나하나 변경해야 한다.
  • 동적 라우팅 : 네트워크 변경을 자동으로 감지하여 라우팅 테이블을 업데이트하거나 네트워크 장애가 발생했을 때 라우터끼리 정보를 교환하여 최적의 경로로 전환하는 기능을 한다.
    • 대규모 네트워크에서는 라우터에 많은 경로가 등록되기 때문에 정적 라우팅을 지원하지 않고 동적 라우팅을 사용하여 경로를 자동으로 업데이트한다.