📢 목차
1. 컴퓨터 네트워크란?
2. 프로토콜이란?
3. 패킷 스위칭
4. 프로토콜 계층과 서비스 모델
이 문서는 James F. Kurose/Keith W. Ross 컴퓨터 네트워킹 하향식 접근 제 8판 및 KOCW 한양대학교 이석복 교수의 컴퓨터 네트워크 강의를 참조하여 정리했다.
🎈컴퓨터 네트워크란?
📢 네트워크의 구성요소 (인터넷 기준)
- 컴퓨터 네트워크에 연결되어 있는 모든 장치를 호스트(host), 또는 종단 시스템(end system) 이라고 한다. (ex) 클라이언트, 서버)
- 이 호스트들을 연결하는 네트워크 망은 통신 링크(Communication Link), 와 패킷 스위치(Packet Switch) (ex) 라우터, 링크 계층 스위치) 로 나뉜다.
- 한 호스트에서 다른 호스트로 보내고자 하는 데이터는 세그먼트(segment)로 쪼개지고, 각 세그먼트에 헤더(header)를 붙인 정보 패키지 패킷(Packet)을 만든다.
🎈프로토콜이란?
📢 OSI 7 Layer별 주요 프로토콜
1. Application Layer(응용 계층) - HTTP, FTP
2. Presentation Layer(표현 계층) - SSL, ASCII
3. Session Layer(세션 계층)- NetBIOS, RPC
4. Transport Layer(전송 계층) - TCP, UDP
5. Network Layer(네트워크 계층) - IP
6. Link Layer(링크 계층) - Ethernet
7. Physical Layer(물리 계층) - X.25/X.21
프로토콜은 서로와 서로간의 약속한 통신규약이라고 할 수 있다. 프로토콜은 둘 사이에 교환되는 메시지 포맷, 순서, 송수신과 이벤트에 따른 각 시스템의 행동을 정의한다.
🎈패킷 스위칭(Packet Switching)
📢 패킷 스위칭
- 패킷 스위치 방식은 사용자들의 대역폭을 미리 예약해놓는 회선 교환(Circuit Switching) 방식과 달리 더 많은 사용자들이 네트워크에 접속할 수 있도록 하기 때문에 더 효율적이다.
- 네트워크에 연결된 호스트들은 서로 데이터를 교환할 떄 패킷(Packet)을 통해 교환하는데, 이때 이 패킷들은 라우터나 링크 계층 스위치 같은 패킷 스위치(Packet Switch)를 거치게 된다.
- 이때 패킷 지연이 발생하게 되는데, 패킷 지연이 발생하는 원인으로는 4가지를 꼽을 수 있다.
1. 처리 지연(Processing Delay)
- 패킷의 비트 에러 여부를 확인하고, 패킷의 헤더 부분을 확인해서 해당 패킷을 어디로 보낼지를 결정하는 시간이다.
2. 큐잉 지연(Queueing Delay)
- 각 패킷들은 패킷 스위치에서 링크로 전송되기를 기다릴 때 큐에 임시적으로 저장된다.
- 이때 해당 큐가 비어있었다면 큐잉 지연은 0이 되고, 만일 수많은 패킷이 대기 중이었다면 큐잉 지연은 길어지게 된다.
3. 전송 지연(Transmission Delay)
- 전송할 패킷을 큐에서 링크로 밀어넣는데 걸리는 시간에 해당한다.
- L = 패킷 길이, R = 링크 전송률(bandwidth)일 때, 전송 지연은 L/R이다.
4. 전파 지연(Propagation Delay)
- 링크로 나온 패킷이 다른 패킷스위치로 전달되는데 걸리는 시간이다.
- D = 라우터 사이의 거리, S = 전파 속도(2*10^8 sec)일 때, 전송 지연은 D/S이다.
🎈프로토콜 계층과 서비스 모델
- 프로토콜 계층은 각 프로토콜을 용도에 따라 계층으로 나눈 것이며, 프로토콜 스택은 이 프로토콜들의 모음이다.
📢 어플리케이션 계층(Appication Layer)
- HTTP(웹 문서 요청과 전송), SMTP(이메일 전송) , FTP(두 호스트간 파일 전송) 등의 프로토콜이 있다.
- URL 주소를 네트워크 주소로 전환하는 DNS도 해당 계층에 속한다.
- 어플리케이션 계층에서의 정보 패킷을 메시지(Message)라고 한다.
📢 전송 계층(Transport Layer)
- 해당 계층은 데이터 전송의 신뢰성을 보장하기 위한 계층이다.
- TCP(연결 지향성, 신뢰성 보장, 흐름제어, 혼잡 제어), UDP(비연결형, 신뢰성 보장 X, 흐름 제어 X, 혼잡 제어 X)
- 전송 계층에서의 정보 패킷을 세그먼트(segment)라고 한다.
📢 네트워크 계층(Network layer)
- 해당 계층은 데이터를 목적지로 전송하기 위한 역할의 계층이다.
- IP, 라우팅 프로토콜(데이터가 이동하는 경로를 설정)
- 네트워크 계층에서의 정보 패킷을 데이터그램(datagram)라고 한다.
📢 링크 계층(Link layer)
- 해당 계층은 한 노드에서 다른 노드로 패킷을 보내기 위한 계층이다.
- Ethernet, Wifi, DOCSIS
- 링크 계층에서의 정보 패킷을 프레임(frame)라고 한다.
📢 물리 계층 (Link layer)
- 해당 계층은 전송되는 데이터를 전기 신호로 변환하는 계층이다.
