OSI7계층과 그 존재 이유
장점 1
계층을 나눈 이유는 통신이 일어나는 과정이 단계별로 파악할 수 있기 때문이다.
흐름을 한눈에 알아보기 쉽고, 사람들이 이해하기 쉽고, 7단계 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비 및 소프트웨어를 건들이지 않고도 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있기 때문이다.
PC방에서 오버워치를 하는데 연결이 끊겼다.
- 모든 PC에 문제가 발생 중이라면 라우터의 문제 -> 3계층 네트워크 계층
혹은 광랜을 제공하는 회사의 회선 문제 -> 1계층 물리 계층- 한 PC만 문제가 있고 오버워치 소프트웨어에 문제 -> 7계층 어플리케이션 계층
오버워치 소프트웨어에 문제가 없고, 스위치에 문제 -> 2계층 데이터링크 계층
장점 2
호환성 보장(다른 제조사 장비들끼리도 통신 가능)으로 인한 비용 절감이 가능하다
장점 3
다른 계층끼리는 각 전달 과정을 알 필요없어 데이타의 캡슐화(헤더첨부)와 은닉이 가능하다.
TCP/IP 4계층
1. 개념
TCP/IP는 패킷 통신 방식의 인터넷 프로토콜인 IP (인터넷 프로토콜)와 전송 조절 프로토콜인 TCP (전송 제어 프로토콜)로 이루어져 있다. IP는 패킷 전달 여부를 보증하지 않고, 패킷을 보낸 순서와 받는 순서가 다를 수 있다.(unreliable datagram service) TCP는 IP 위에서 동작하는 프로토콜로, 데이터의 전달을 보증하고 보낸 순서대로 받게 해준다. HTTP, FTP, SMTP 등 TCP를 기반으로 한 많은 수의 애플리케이션 프로토콜들이 IP 위에서 동작하기 때문에, 묶어서 TCP/IP로 부르기도 한다.
-위키 백과-
2. 구조
실제 사용되는 TCP/IP는 OSI 참조 모델을 기반으로 상업적이고 실무적으로 이용될 수 있도록 단순화된 모형이다
네트워크 전송 시 데이터 표준을 정리한 것이 OSI 7계층, 이 이론을 실제 사용하는 인터넷 표준이 TCP/IP 4계층이다.
3. 애플리케이션 계층과 HTTP 프로토콜
- 애플리케이션 계층에서 사용하는 프로토콜은 HTTP가 있다.
- 애플리케이션 계층은 소켓을 사용해 통신처리를 진행한다.
- 애플리케이션 계층에서는 커널에다가 'TCP/IP로 통신하고 싶으니깐 상대방 애플리케이션과 통신할 수 이는 회선인 소켓을 열어줘!' 라고 의뢰한다. 이후 열려진 소켓에다 보낼 데이터만 기록하고 나머지 통신 처리는 모두 TCP/IP에게 위임한다.
- 소켓을 열어달라고 의뢰할 때 커널에다가 IP주소와 TCP가 사용할 포트번호를 전달해주면 상대방 서버에도 소켓이열려 통신을 할수있는 가상경로가 생성된다.(실제는 물리적인 통신케이블을 통해 데이터가 전달된다.)
4. 전송 계층과 TCP 프로토콜
- 전송계층에서 사용하는 프로토콜은 TCP가 있다.
- 소켓에 기록된 애플리케이션 데이터는 커널 내에서 통신 대상에게 전달하기 위한 준비를 시작한다. 이때 제일 먼저 임무를 수행하는 것이 전송 계층 프로토콜인 TCP다.
TCP란?
- TCP(Transmission Control ProtocoI)는 명칭 그대로 전송을 제어하는 프로토콜로, 신뢰도가 높은 데이터 전송을 가능케 한다.
- TCP의 역할을 간단히 말하면 ‘애플리케이션이 보낸 데이터를 그 형태 그대로 상대방에게 확실하게 전달하는 것이다. 원래 신뢰도가 낮은 인터넷에서 사용하기 위해 만들어졌기 때문에 이런 역할이 주어졌다고할 수 있다.
- TCP가 담당하는 것은 어디까지나 서버가 송신할 때와 서버가 수신한 후 애플리케이션 에게 전달할 때로, 상대 서버까지 전송하는 부분은 하위 계층인 IP에 모두 위임한다. 물론, TCP에 의존하지 않고 IP만으로도 통신할 수 있지만, IP에는 데이터가 상대방에게 확실히 전달됐는지 확인하는 기능이나 도착한 순서를 확인하는 기능 등이 없다.
TCP가 하는 기능은 많지만 중점적인 기능은 아래와 같다.
- 포트 번호를 이용해서 데이터 전송
- 연결 생성
- 데이터 순서 보증
- 데이터 손실 방지와 손실된 데이터 재전송
- 제어 흐름 제어와 폭주 제어
폭주제어란?
- 인터넷은 모두가 공유하는 것으로 공평성도 매우 중요하다.
- 통신이 자신만 생각해서 전속력으로 통신하면 도중에 있는 네트워크에서는 통신 흔잡이 발생해서 제대로 된 통신이 되지 않는다.
- 이 때문에 TCP 폭주 제어 기능에서는 다른 통신에게 가능한 한 민폐를 끼치지 않는 구조를 가지고 있다. 예를 들어, 통신 정체가 발생하면 TCP가 통신 속도를 자동으로내린다.
5. 네트워크 계층과 IP 프로토콜
TCP 세그먼트가 만들어지면 다음은 IP 처리가 시작된다.
IP의 역할을 간단히 말하자면, ‘지정한 대상 서버까지 전달받은 데이터를 전해 주는 것’ 이라 할 수 있다. 간단하지만 TCP/IP 중에서도 가장 중요한 기능이다. 단, IP에서는 반드시 전달된다고 보장하지 않는다. IP가 담당하는 기능은 중요하지만 종류는 그다지 많지 않다. 중요한 기능을 열거하면 다음과 같다.
- IP 주소를 이용해서 초|종 목적지에 데이터 전송
- 라우팅(Routing)
IP 계층에 전달된 TCP 세그먼트가 커널내에서 어떻게 처리되는지 살펴보도록 하자.
6. 데이터 링크 계층과 이더넷 프로토콜
IP 패킷이 만들어지면 계속해서 링크 계층의 처리가 시작된다. 링크 계층에서 사용되는 대표적인 프로토콜은 이더넷(Ethernet)이다. ‘대표적’이라고 말한 것은 이더넷 외에 다른 프로토콜이 몇가지 더 있기 때문이다. 예를들어, 무선랜프로토콜은 이더넷이 아니다. 이더넷은 유선랜이다.
이더넷 프로토콜의 역할
TCP/IP 4계층 모델에서 물리 계층과 링크계층은 링크계층(L2)으로 취급되듯이 링크계층의 이더넷 프로토콜은 물리계층과 밀접한 관계가 있다.
이더넷을 포함한 링크 계층 프로토콜의 역할을 간단히 말하자면, 동일 네트워크 내의 네트워크 장비까지만 전달받은 데이터를 운반한다고 할 수 있겠다.
동일한 네트워크까지만이란 뜻은 같은 스위치에 연결된 NIC끼리만 통신이 가능하다는 뜻이다.
링크계층에서는 IP 패킷에 이더넷 헤더와 이더넷 트레일러를 붙여 이더넷 프레임을 만든다.
이더넷 헤더에는 [목적지 MAC 주소 & 출발지 MAC 주소 & 이더넷유형] 가 들어간다.
이더넷 트레일러는 FCS(Frame Check Sequence)라고도 하는데, 데이터 전송 도중에 오류가 발생하는지 확인하는 용도로 사용한다.
