네트워크 통신의 계층

네트워크에서 통신이 일어나는 과정(혹은 여러 프로토콜의 모음들)을 계층으로 나눠둔 것을 말하며, TCP/IP 4계층과 OSI 7계층이 있다.

OSI 7계층

OSI 7계층은 국제 표준화기구 IOS에서 개발한 모형이다. 아래에 가장 아랫단부터 최상단 application 까지 각 계층 별로 내용을 간단히 정리해보았다.

L1 Physical 계층

• 물리적으로 데이터를 전송하는 역할만을 맡는다.
• bit를 다룬다.
• 데이터를 전달만 하기에 알고리즘, 오류제어 기능 등이 없다.
• 케이블, 리피터, 허브, AP 등의 장비가 있다.

L2 Data link 계층

• 물리적인 연결(직접연결)을 통한 노드 간의 정보 전송을 가능케함.
• 데이터 단위 "프레임"
• 이더넷 프레임을 통해서 에러 확인, 흐름 제어, 접근 제어를 담당.
• Physical 계층에서 오는 정보를 관리하고 '안전'하게 전달되도록 도와주는 역할
• MAC 주소를 통해 통신함.
• bridge, switch 등의 장비가 있다.

L3 Network 계층

• IP, ARP, ICMP등의 프로토콜이 있음.
• 라우팅 기능을 맡고 있는 계층으로 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 갈 수 있는 길을 설정하는 기능을 가지고 있음.
• 호스트 간의 통신에 관한 역할을 담당.
• 우리가 자주 말하는 IP주소가 네트워크 계층의 헤더
• 네트워크 계층에서의 데이터 단위 "패킷"
• 라우터, L3 스위치 등의 장비가 있다.

L4 Transport 계층

• TCP, UDP 등의 프로토콜이 속함.
• 프로세스들 간의 데이터 전송, 통신에 관한 역할을 담당.
• 종단 시스템에서만 구현된다.(사이 사이에 있는 라우터 이런 친구들은 네트워크 계층까지만 있음.)
• 데이터의 용량, 속도, 목적지 등을 처리함.
• 데이터 전송을 위해 PORT 번호를 사용함.
• 데이터 단위는 세그먼트(데이터그램이나 패킷)
• L4 스위치(TCP, UDP 프로토콜의 헤더를 보고 스위칭, ip와 포트 기반이다.)

L5 Session 계층

• 데이터가 통신하기 위한 논리적 연결 담당.
• 실제 네트워크 연결이 이루어진다.
• L4가지는 데이터를 전달하는 것이 주 목적이라면 여기부터는 프레세스들 간의 통신 프로토콜이다!
• 연결을 유지, 확립, 중단, 복구 등의 역할을 한다.

L6 Presentation Layer

• 데이터를 어떻게 표현할 지 정하는 역할을 하는 계층
• 파일 인코딩, 데이터 암호화/복호화

L7 Application Layer

• HTTP, FTP, DNS 등등의 프로토콜이 속함
• 유저가 접하는 Interface 역할을 함
• 최 앞단의 서비스
• L7 스위치(로드밸런서)(URL, 서버, 캐시, 쿠키 기반으로 트래픽 분산 역할을 한다.) 장비가 속한다.

TCP/IP 4계층

TCP/IP 4계층은 이러한 OSI7 계층과 비슷하면 계층 수로만 보면 좀 더 단순하다고 볼 수 있다. 이러한 TCP/IP의 각 계층은 아래와 같다.

L1 Link 계층

OSI 7계층에서 physical + data link를 한 계층이다.

L2 Internet 계층

OSI 7계층 중 Network 계층에 해당한다. 동일하게 IP주소를 통해 목적지까지 가는 경로를 설정한다(라우터 이용)

L3 Transport 계층

OSI 7계층 중 동일한 이름인 Transport 계층과 같으며, TCP혹은 UDP 프로토콜을 통해서 연결 방식을 설정하고, 발신지와 목적지를 정하게 되며, 데이터의 용량, 속도 등을 처리하게 된다.

L4 Application 계층

OSI의 application, presentation, session을 합쳐서 TCP/IP 4계층 에서는 Application 계층이라고 칭한다.