컴퓨터 네트워크 - 프로토콜과 참조 모델

Raccoon·2025년 3월 6일
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프로토콜

통신 과정에서 정보를 올바르게 주고받기 위해 합의된 규칙이나 방법 을 의미한다.
언어가 정보를 주고받기 위해 사회적으로 합의된 의사소통 방식이라면, 프로토콜노드 간에 정보를 올바르게 주고받기 위해 합의된 규칙이나 방법을 의미한다.

서로 다른 장치들이 정보를 주고받으려면 프로토콜이 통해야 하고, 우리가 일상생활에서 인터넷, 이메일 등을 이용할 수 있는 것도 상대 호스트와 내가 동일한 프로토콜을 사용하기 때문이다.

네트워크 참조 모델

네트워크를 통해 정보를 주고받을 때는 정형화된 여러 단계를 거친다. 이 과정을 계층으로 나눈 구조를 네트워크 참조 모델이라고 한다. 네트워크 계층 모델 이라고도 한다.

통신 과정을 계층으로 나눈 이유?

1. 네트워크 구성과 설계가 용이

  • 각 계층이 수행해야 할 역할이 정해져 있어 계층의 목적에 맞는 프로토콜과 네트워크 장비를 계층 별로 구성할 수 있음
  • 모든 프로토콜이나 네트워크 장비가 참조 모델과 완벽히 들어맞지는 않지만, 네트워크 구성 및 설계에 있어 훌륭한 가이드라인 역할을 수행해줌

2. 네트워크 문제 진단과 해결이 용이

  • 문제가 발생했을 때, 계층을 올라가면서 어떤 계층에서 문제가 발생한 것인지 진단함으로써 문제 발생 지점을 특정할 수 있어 문제 진단과 해결이 수월해짐

네트워크 참조 모델

네트워크 참조 모델에는 OSI 모델TCP/IP 모델이 존재한다.

OSI 모델

OSI 모델은 국제 표준화 기구(ISO)에서 만든 네트워크 참조 모델이다. OSI 7계층이라고도 부른다.
주로 네트워크를 기술하고 이해할 때 사용하는 네트워크 참조 모델이다.
통신 단계를 7개의 계층으로 나누는데, 아래 그림과 같다.

1. 물리 계층

  • 0과 1으로 표현되는 비트 신호를 주고 받는 계층
  • 통신 매체를 통한 송수신이 이루어지는 계층

2. 데이터 링크 계층

  • 네트워크 내 주변 장치 간의 정보를 올바르게 주고 받기 위한 계층
  • 물리 계층을 통해 주고받는 정보에 오류가 없는지 확인 후, MAC 주소를 통해 네트워크 내 송수신지를 특정할 수 있음

3. 네트워크 계층

  • 메시지를 수신지까지 전달하는 계층
  • 네트워크 간의 통신이 이루어짐

4.전송 계층

  • 신뢰성 있고 안정성 있는 전송을 해야할 때 필요한 계층
  • 호스트간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장
  • 패킷의 흐름을 제어하거나 전송 오류를 점검

5.세션 계층

  • 세션 : 통신을 주고받는 호스트의 응용 프로그램 간 연결 상태를 의미
  • 두 호스트 간의 통신 세션을 설정, 관리, 종료하는 역할

6.표현 계층

  • 데이터의 형식 변환, 암호화 및 압축을 처리

7.응용 계층

  • 사용자가 이용할 응용 프로그램에 다양한 네트워크 서비스를 제공
  • 애플리케이션이 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 함

TCP/IP 모델

TCP/IP 4계층 이라고도 부른다. 구현에 중점을 둔 네트워크 참조 모델이다.

통신 단계를 4개의 계층으로 나누는데, 아래 그림과 같다.

1.네트워크 액세스 계층

  • 링크 계층 혹은 네트워크 인터페이스 계층이라고도 부름
  • OSI 모델의 데이터 링크 계층과 유사함

2.인터넷 계층

  • OSI 모델의 네트워크 계층과 유사함

3.전송 계층

  • OSI 모델의 전송 계층과 유사함

4. 응용 계층

  • OSI 모델의 세션, 표현, 응용 계층을 합친 것과 유사함

이 책에서의 관점

혼자 공부하는 네트워크 에서는 아래의 계층별로 설명을 할 것이라고 한다.
계층별 구체적 내용은 각 챕터 별로 블로그에 업로드 하려고 한다.

프로토콜에 대해서 설명해주세요.
프로토콜이란 통신 과정에서 정보를 올바르게 주고받기 위해 합의된 규칙이나 방법을 의미합니다.
예를 들어, 우리는 IP라는 인터넷 프로토콜을 사용하여 서로 다른 네트워크에 있는 컴퓨터들이 정보를 주고받을 수 있도록 합니다.

OSI 7 Layer에 대해서 설명해주세요.
OSI 모델은 국제 표준화 기구(ISO)에서 만든 네트워크 참조 모델입니다.
물리 계층의 역할은 0과 1으로 표현되는 비트 신호를 송수신하고, 물리적인 통신 매체를 통해 데이터를 전송하는 것입니다.
데이터 링크 계층의 역할은 같은 네트워크 내에서 호스트 간의 통신을 가능하게 하는 것입니다.
네트워크 계층의 역할은 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 것입니다.
전송 계층의 역할은 호스트 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하는 것입니다.
세션 계층의 역할은 두 호스트 간의 통신 세션을 설정, 관리, 종료하는 것입니다.
표현 계층의 역할은 데이터의 형식을 변환하고, 암호화 및 압축을 처리하는 것입니다.
응용 계층의 역할은 응용 프로그램에 필요한 네트워크 서비스를 제공하며, 애플리케이션이 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 것입니다.

OSI 7 Layer, TCP/IP 처럼 프로토콜을 계층화하는 이유가 뭘까요?
각 계층의 목적에 맞는 프로토콜과 네트워크 장비를 계층 별로 구성하기 용이합니다. 또한, 어떤 계층에서 문제가 발생한 것인지 진단함으로써 문제 발생 지점을 특정할 수 있어 문제 진단과 해결이 수월해집니다.

TCP/IP에 대해서 설명해주세요.
링크 계층 역할은 데이터를 물리적 전송 매체를 통해 전송하는 것입니다.
인터넷 계층의 역할은 호스트 간 통신 경로를 결정하는 것입니다.
트랜스포트 계층의 역할은 호스트 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하는 것입니다.
애플리케이션 계층은 사용자가 직접 상호작용하는 애플리케이션과 네트워크 간의 인터페이스를 제공하는 것입니다.

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