네트워크 프로토콜과 계층모델

💎 프로토콜이란 무엇인가?

💍 네트워크 프로토콜

• 프로토콜 : 네트워크 상에 있는 디바이스 사이에서 데이터의 전송과 수신을 위한 규칙

• 프레임 : 데이터링크 계층에서 사용 되는 데이터타입
  -기본구성: 1) 목적지 주소 2) 전송 측 주소 3) 유료부하 영역:데이터
  [ 목적지 주소 ][ 전송 측 주소 ][ 데이터 ]

• 개체 : 라우터, 서버, 모뎀 처럼 데이터 통신이 가능한 주체

• 프로토콜 : 데이터 통신에 필요한 두개체가 데이터의 교환을 위한 규칙(무엇을, 어떻게, 언제)
  1) 구문요소(무엇을) : 데이터의 형식, 부호화 및 신호의 크기 등 요소 포함
  2) 의미요소(어떻게) : 데이터의 특정한 형태에 대한 해석을 어떻게 할 것인가?
  그리고 어떻게 행동 할 것인가? 전송의 조정, 오류등을 포함
  3) 타이밍요소(언제) : 전송시간, 전송속도 내용 포함

💍 OSI 모델

• OSI 7계층 표준모델 : 7개의 계층으로 구성된 오픈 시스템

• 목적 : 다양한 표준화와 관련된 기본골격, 타사의 제품끼리의 통신이 불가했었음

• 데이터 통신, 데이터 저장, 자원 관리, 데이터 보안 및 응용프로그램 지원 등과 같은 협업 동작에 대하여 규정함

• 개방형 시스템의 데이터 통신 :
  1) 개방형 시스템 : 통신장치(개체)의 응용프로세스 간에 데이터 통신을 가능하게 함
  2) 응용 개체 : 네트워크 상에서 동작하는 응용프로그램과 시스템 운영 및 관리 프로그램, 단말기 동작과 관련된 프로그램 운영 기능 제공
  3) 연결 : 응용개체 사이를 서로 연결하는 논리적인 데이터 통신 회선 기능
  4) 전송미디어 : 데이터 링크, 채널 등과 같이 네트워크 시스템 간의 데이터 전송 특성

💍 OSI 계층구조

• 네트워크 계층 구조는 개체에 대한 서비스 및 프로토콜에 의해 구체화

• 개체 : 디바이스 ex) 응용프로그램과 같은 '소프트웨어개체', 지능형 입출력 칩과 같은 '하드웨어개체'

• 7계층의 개체 : '응용개체', 6계층의 개체: '표현개체' 등등

💍 데이터 단위-전송데이터 처리과정

• 서비스 데이터 단위(SDU)와 프로토콜 데이터 단위(PDU) :
  -데이터는 계층을 한계단 한계단 내려가거나 올라감. 그것을 위한 데이터 단위

• 이 데이터 단위는 PDU라고 하고 이 PDU는 다음과 같은 구조임
  PDU - [ PCI ][ SDU ] 이 PDU의 SDU는 윗계층의 PDU임 또한 이 PDU는 아래계층의 SDU임
  7계층에서 1계층으로 내려가는것 : 송신(캡슐화)
  1계층에서 7계층으로 올라가는것 : 수신(비캡슐화)

• N서비스 : N계층과 그 하위 전체 계층이 제공하는 데이터 전송 기능
  ex)N=7, 7~1 계층이 제공하는 데이터 기능

• 각 계층의 개체들은 '데이터', '패킷' 등의 각각의 프로토콜로 데이터 통신을 함

• SAP : 서비스 액세스 포인터로 윗계층과 아래계층의 데이터 통신을 위해 존재, 아래계층에 있음

• N연결 : N계층에서 여러 개체가 서로 데이터 전송을 하기위해 있음

• N+1 개체는 다수의 N 연결을 가질 때, 다른 (N+1)개체와 동시에 데이터 전송 가능

💍 물리계층(1계층)

• 물리적인 연결 설정과 유지 및 해제 기능에 관여

• 기능 및 절차적 명세 : 신호에 관련된 것을 규정함

• 전기적 명세 : 전기와 관련된 것이 명세됨

• 기계적 명세 : DCE/DTE에 연결되는 커넥터 및 데이터 통신 링크에 연결되는 커넥터의 형태와 치수 및 신호 핀의 배열 등을 규정

💍 데이터링크계층(2계층)

• 1계층의 물리적인 연결을 통해 보다 신뢰성 있는 데이터 전송 수단을 제공하는 계층

• 신뢰성 있는 데이터 전송을 위한 처리 : 내가 보낸 정보를 그대로 보내는 것, 1구간 노드와 노드 사이를
  1) 데이터의 프레임화
  2) 프레임의 순서제어 : 순차적 정송을 위해 번호부여
  3) 프레임의 전송 확인과 흐름제어
  4) 오류검출 및 복원

• 오류 발생 시 재전송 요청 메커니즘이 포함됨

• 데이터링크 연결 설정과 해제 : 프레임 전송에 앞서 수신 측이 데이터 통신 가능상태에 있는지를 확인하여 데이터링크의 연결 설정

💍 네트워크계층(3계층)

• 2계층의 기능을 이용하여 네트워크 시스템 상호 간에 데이터를 전송 할 수 있도록 경로배정, 중계기능, 흐름제어, 오류제어 등을 함

• 연결형 네트워크 서비스 (ISO8348) - 프로토콜 예시
  -'연결설정 ->'데이터 전송'->'연결해제' 단계로 데이터 통신이 수행됨
  -데이터의 순서제어와 흐름제어 과정이 비교적 간단하여 대량의 데이터를 연속적으로 전송하는 데 효율적

• 비연결형 네트워크 서비스(IP)
  -논리적 데이터통신 회선을 설정하지 않은 상태에서 프로토콜 데이터 단위(PDU)를 전송하는 방식
  -데이터에 대한 제어기능을 갖지 않음
  -(장점)네트워크 계층에 다른 통신 네트워크를 상호 연결이 용이하고, 기능 간략화 가능

💍 수송/전송 계층(4계층)

• 수송 계층은 프로세스 상호 간에 메시지 전달 기능 담당

• 흐름제어, 오류처리, 메시지 전달 등의 기능 수행

• 하위 계층의 다양한 속도의 네트워크의 차이를 보장,
  데이터 통신에 적합한 종단 프로세스 내에서 데이터 전송을 보장하는 계층

• 연결형 전송 프로토콜(ISO 8023, CCITT X.225,TCP)
  -다중화, 분리, 연결, 오류 검출과 복원, 흐름제어, 우선 데이터 전송 등의 기능 수행

💍 세션계층(5계층)

• 논리적인 연결을 관리하는 계층

• 데이터 시스템이 잘 전달 되도록 다이얼로그를 관리

💍 표현계층(6계층)

• 두 사용자의 응용 프로세스 간에 표현을 해석하는 계층

• 데이터 형식 변환의 개념과 관련된 기능

💍 응용계층(7계층)

• OSI 참조모델의 최상의 계층

• 자원결정, 구문확인, 정보처리를 수행하는 응용프로그램 및 프로세스 같의 인터페이스, 데이터 통신을 수행하기 위한 기본적인 응용 기능 제공

• 공통응용서비스 : 기본적인 응용 기능에 대하여 공통으로 사용되는 기능

• 특정응용서비스 : 위에거 이외의 기능

💍 응용개체

응용프로그로그램 OSI에 관련한 기능 구분

• 3가지요소 :
  1) 사용자요소 : 응용프로그램이 데이터통신을 수행하기 위해 응용서비스를 이용하는 요소
  2) 공통응용서비스요소 : 응용 계층 내에서 공통으로 사용되는 서비스 요소
  3) 특정응용서비스요소 : 특정 기능에 사용되는 서비스 요소