네트워크 이론과 통신 모델

네트워크 이론은 우리가 택배를 보낼 때와 굉장히 유사하다.

위 사진은 우리가 같은 아파트 단지 내에서 택배를 보낼 때이다.

동호수만 알면 경비실을 통하여 택배를 전달할 수 있다.

하지만 위 사진 처럼 다른 아파트 단지로 보낼려면 처리가 복잡해진다. 택배 배송센터를 경유해야 하기 때문이다.

먼저 주소에 어떤 아파트 단지인지를 기입해야한다. 삼성 아파트에서 현대 아파트로 보낸 다는 것을.

그리고 보내는 아파트의 동호수까지 알아야 한다.

아파트 집은 단말기, 집의 주소는 IP 주소, 아파트 단지를 네트워크, 동 호수를 호스트 주소, 경비실은 스위치, 택배 배송센터는 라우터라고 생각하면 네트워크를 쉽게 이해할 수 있다.

참고1)

참고2) 그림에는 스위치와 라우터의 모니터가 있지만 사실 모니터는 단말기에만 존재한다.

아파트 단지 내 통신은 같은 네트워크 안에서 통신이다. 같은 아파트 단지이므로 파란색으로 표시된 IP주소 즉, 네트워크의 주소가 같다. 스위치를 통해서 패킷(정보)를 보내면 호스트 주소인 1, 4로 통신할 수 있다.

외부 네트워크와 통신에서는 호스트 주소로 통신할 수 없다. 파란색으로 표시된 네트워크 주소(IP주소)가 다르기 때문이다. 이 경우 라우터로 보내서 다른 네트워크로 전달해야 한다.

택배를 보내는 과정을 구체적으로 살펴보자.

1. 상품: 어떤 것을 보낼 것 인지
2. 배송정책: 배송을 어떤 식으로 할 것 인지
3. 최종 주소: 어디로 보낼 것 인지
4. 단지 경로: 최종 주소로 가기 위해 어떤 경로로 가야하는 지
5. 택배 운송:

이렇게 5개의 과정으로 나타낼 수 있다.

이 5단계를 네트워크의 관점에서 이론화 한 것을 TCP/IP (계층)모델이라고 한다.

구체적을 살펴보자.

1. 어플리케이션 계층은 상품을 준비하는 단계이다. HTTP 프로토콜 인지, FTP 프로토콜 인지 아니면 DNS 프로토콜인지 등 유저 인터페이스를 정의하는 단계이다.

2. 트랜스포트 계층은 배송 정책을 확인하는 단계이다. 전송확인을 어떻게 하고 오류 처리를 어떻게 할 것 인지 등을 정해야 한다. UDP 프로토콜은 사후처리는 없지만 빠르게 정보를 보내는 프로토콜이고 TCP 프로토콜은 꼼꼼하게 확인하면서 정보를 보내는 프로토콜이다.

3. 네트워크 계층은 네트워크 간의 경로를 설정하는 단계이다. 관련장치는 라우터이다.

4. 데이터 링크 계층은 네트워크 내의 경로를 설정하는 단계이다. 네트워크 내 경로는 같은 네트워크끼리의 통신을 말한다. 관련 장치는 스위치이다.

5. 피지컬 계층은 물리적인 신호로 변환해주는 단계이다. 케이블, 허브와 관련이 있다.

지금까지 내용을 위와 같이 정리할 수 있다. 참고로 OSI 7계층 모델은 전통적인 계층 모델이다. 따라서 각 계층이 어떤 것을 말하는 지는 OSI 7계층 모델에 따른다.

예를 들어, 7계층이 도메인(숫자로 된 주소를 영어로 표기한 것)을 의미하고 3계층이 네트워크(라우터)를 의미한다 등.

이런 식으로 계층을 나누는 이유는 분할정복(Divide and Conquer)을 이용하여 각 계층마다 책임을 분배하기 위해서이다. 쉽게 말하면, 한 회사에서 모든 계층을 만들 수 없기 때문에 분리하여 네트워크를 담당하는 회사, 피지컬을 담당하는 회사 등으로 나누는 것이다.

또한 실제로 우리가 실제로 보내는 패킷도 통신 모델의 계층에 따라 만들어 진다. 패킷을 받을 때도 계층에 따라 분해되서 최종적으로 7계층 주소를 받는 것이다.