참고: 모두의 네트워크 - 키즈구치 카츠야 저
위 책을 읽으며 공부한 내용을 정리한 포스트입니다.
네트워크의 규칙
프로토콜이란?
프로토콜:
컴퓨터 간에 정보를 주고받을 때의 통신 방법에 대한 규칙이나 표준
외국어로 예를 들면, 불어를 못하는 한국인과 한국어를 못하는 프랑스인이라면 영어로 대화한다는 규칙을 정해서 대화할 수 있다.
편지 배송으로 예를 들면, 편지를 배송하기 위해서는 편지를 쓸 때부터 상대방에게 도착할 때까지 지켜야 하는 독립적인 여러 규칙을 거쳐야 한다.
- 편지 작성 -> 우체통에 넣기 -> 우편배달부가 편지 수거 -> 우체국 -> 편지 분류 -> 수신처에 가까운 우체국으로 편지 운송 -> 운송된 편지를 수신처의 우편함에 투입 -> 우편함에서 편지를 찾기 -> 편지 읽기
OSI 모델과 TCP/IP 모델
OSI 모델이란?
규격:
기술적인 사항에 대해 제정한 기준을 말하는데, 보통은 기술적 표준을 의미한다.
표준 규격을 정하는 단체는 여러 곳이 있는데, 이 중 ISO라는 국제표준화기구가 OSI 모델이라는 표준 규격을 제정했다.
OSI 모델(Open Standards Interconnection model):
국제표준화기구(ISO)가 1977년에 정의한 국제 통신 표준 규약이다.
네트워크의 기본 구조를 일곱 개 계층으로 나눠서 표준화한 통신 규약으로, 현재 다른 모든 통신 규약의 기반이 된다.
데이터의 송수신은 컴퓨터에서 컴퓨터로 데이터를 전송하는 것이다. 이때 컴퓨터 내부에서는 여러 가지 일을 하는데, 이런 일을 7개 계층으로 나눠서 수행한다.
그 7개 계층이 바로 OSI 모델이며, 계층이라는 용어 대신 레이어라는 용어를 사용하기도 한다.
OSI 모델 각 계층의 역할
응, 표, 세, 전, 네, 데, 물
| 계층 | 이름 | 설명 |
|---|---|---|
| 7계층 | 응용 계층 (Application Layer, 애플리케이션 계층) | 이메일 & 파일 전송. 웹 사이트 조회 등 애플리케이션에 대한 서비스를 제공한다. |
| 6계층 | 표현 계층 (Presentaion Layer, 프레젠테이션 계층) | 문자 코드, 암축, 암호화 등의 데이터를 변환한다. |
| 5계층 | 세션 계층(Session Layer) | 세션 체결, 통신 방식을 결정한다. |
| 4계층 | 전송 계층 (Transport Layer, 트랜스포트 계층) | 신뢰할 수 있는 통신을 구현한다. |
| 3계층 | 네트워크 계층(Network Layer) | 다른 네트워크와 통신하기 위한 경로 설정 및 논리 주소를 결정한다. |
| 2계층 | 데이터 링크 계층(Data Link Layer) | 네트워크 기기 간의 데이터 전송 및 물리 주소를 결정한다. |
| 1계층 | 물리 계층(Physical Layer) | 시스템 간의 물리적인 연결과 전기 신호를 변환 및 제어한다. |
TCP/IP 모델이란?
OSI 모델은 7계층인데, 이를 4계층으로 바꿔서 생각해볼 수 있다.
이 4계층 모델을 TCP/IP 모델라고 한다.
TCP/IP 모델(Transmission Control Protocol / Internet Protocol model):
OSI 모델 7계층의 네트워크에서 데이터를 전송하는 과정을 네 개 계층(Layer)으로 단순화시켜 사용하는 모델이다. 인터넷 모델이라고도 한다.
현재는 TCP/IP 모델을 사용하고 있다.
OSI 모델과 TCP/IP 모델의 비교
| OSI 모델 | TCP/IP 모델 |
|---|---|
| 응용 계층 | 응용 계층 |
| 표현 계층 | |
| 세션 계층 | |
| 전송 계층 | 전송 계층 |
| 네트워크 계층 | 인터넷 계층 |
| 데이터 링크 계층 | 네트워크 접속 계층 |
| 물리 계층 |
캡슐화와 역캡슐화
캡슐화와 역캡슐화란?
데이터를 송수신할 때는 캡슐화와 역캡슐화라는 것이 이루어진다.
한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 데이터를 보낼 때는 데이터의 앞부분에 전송하는 데 필요한 정보를 붙여서 다음 계층으로 보내야 한다.
이 정보를 헤더라고 하는데, 헤더에는 데이터를 전달받을 상대방에 대한 정보도 포함되어 있다.
헤더(header):
저장되거나 전송되는 데이터의 맨 앞에 위치하는 추가적인 정보 데이터.
데이터의 내용이나 성격을 식별 또는 제어하는 데 사용한다.
이처럼 헤더를 붙여 나가는 걸 캡슐화라고 한다.
한편, 데이터를 받는 쪽에서는 헤더를 하나씩 제거해야 하는데, 이것을 역캡슐화라고 한다.
캡슐화와 역캡슐화 과정
| 계층 | 데이터 상태 | 데이터 송신 측 | 데이터 수신 측 |
|---|---|---|---|
| 응용 계층 | 데이터 | ||
| 전송 계층 | 헤더 + 데이터 | 캡슐화 | |
| 네트워크 계층 | 헤더 + (헤더 + 데이터) | 캡슐화 | |
| 데이터 링크 계층 | 헤더 + (헤더 + 헤더 + 데이터) + 트레일러 | 캡슐화 | |
| 물리 계층 | (헤더 + 헤더 + 헤더 + 데이터 + 트레일러) | 전기 신호로 전송된다. | |
| 데이터 링크 계층 | 역캡슐화 | ||
| 네트워크 계층 | 역캡슐화 | ||
| 전송 계층 | 역캡슐화 | ||
| 응용 계층 | 데이터 |
-
송신 측 컴퓨터에서 웹 사이트에 접속하려고 하면 응용 계층에서는 웹 사이트를 접속하기 위한 요청 데이터가 만들어진다.
-
해당 데이터는 전송 계층에 전달되는데, 전송 계층에서 신뢰할 수 있는 통신이 이루어지도록 응용 계층에서 만들어진 데이터에 헤더를 붙인다.
-
전송 계층에서 만들어진 데이터를 다른 네트워크와 통신하기 위해 네트워크 계층에서 헤더를 붙인다
-
네트워크 계층에서 만들어진 데이터에 물리적인 통신 채널을 연결하기 위해 데이터 링크 계층에서 헤더와 트레일러를 붙인다.
트레일러:
데이터를 전달할 때 데이터의 마지막에 추가하는 정보 -
데이터 링크 계층에서 만들어진 데이터는 최종적으로 전기 신호로 변환돼서 수신 측에 도착한다.
이처럼 데이터를 상대방에게 보낼 때 각 계층에서 헤더(&트레일러)를 붙여 나가는 것을 캡슐화라고 한다.
수신 측에서는 송신 측과 반대로, 각 계층의 헤더를 제거하면서 데이터를 전달한다. 데이터 링크 계층부터 순서대로 상위 계층으로 전달한다.
6. 송신 측의 데이터 링크 계층에서 추가된 헤더와 트레일러를 수신 측 데이터 링크 계층에서 제거한다.
7. 송신 측 네트워크 계층에서 추가된 헤더를 수신 측 네트워크 계층에서 제거한다.
8. 송신 측 전송 계층에서 추가된 헤더를 수신 측 전송 계층에서 제거한다.
9. 모든 헤더가 제거된 데이터가 수신 측 응용 계층까지 전달된다.
이처럼 데이터를 수신할 때 각 계층에서 헤더(&트레일러)를 제거해 나가는 것을 역캡슐화라고 한다.
