📚 Network
ㄴ 📒 Chap.1
ㄴ 📄 Protocol layers
Networks are complex, with many "pieces"
- hosts
- routers
- links of various media
- applications
- protocols
- hardware, software
이러한 복잡한 네트워크를 어떻게 조직화 할 수 있을까? 🤷♀️
비행 서비스를 예시로 생각해보면, ticket, baggage, gate, runway, routeing 각각의 서비스로 구성된 계층 구조를 가지는 것을 알 수 있다. 네트워크 또한 마찬가지로 Protocol layers로 구성되어 각 계층에서 서비스를 제공하는 방식으로 조직화할 수 있다.
📌 Why layering?
- 각 계층의 서비스를 모듈화하여 유지보수 및 시스템 업데이트가 용이하다. 특정 계층의 서비스가 변경되어도 다른 계층에 영향을 미치지 않는다.
ex) gate service의 절차가 변경되어도, 다른 계층인 ticketing, baggage 서비스에 영향을 미치지 않는다.
📌 Internet protocol stack (Tcp 5계층)
Internet protocol stack은 다음과 같이 5개의 계층으로 나뉘어있다.
- application
network application 지원
ex) HTTP, IMAP, SMTP, DNS
- transport
프로세스 간의 데이터 전송
ex) TCP, UDP
- network
데이터 그램 라우팅 (source -> destination)
- link
이웃한 라우터, 호스트 간의 데이터 전송
ex) Ethernet, 802.11 (WiFi)
- physical
실제 데이터 전송
OSI reference model
ISO의 OSI referecne model으로 7계층 구조를 가지고 있다.
- presentation layer : 데이터 포맷을 어떻게 나타낼 것인가 (암호화,압축..)
- session : 동기화, 체크 포인팅, 데이터 교환 시의 복구Internet protocol에서는 application layer에 presentation, session layer를 포함시킨다.
📌 Encapsulation
source와 destination과의 message 교환은 application layer에서 transport layer에 message를 전달하고 이때, transport layer는 자신의 header를 붙여 캡슐화를 하게 된다. 이와 같이, 각 layer를 지날 때마다 각 계층에 필요한 정보들을 포함한 header가 붙게 된다.
- Encapsulation(캡슐화) : 상위 layer에서 받은 패킷에 자신의 헤더를 덧붙이는 것
- Header : 각 계층에 필요한 정보 및 기능이 담겨있다.
ex) 누가 보내는지, 받는 프로세스가 누구인지, 어떤 프로세스가 어떤 기능을 수행했는가- Payload
상위 layer에서 받은 보내고자 하는 데이터 자체를 뜻한다.
Message Protocols에서 Protocol overhead와 데이터의 구별할 때 사용된다.
Protocol overhead는 통신에 도움을 주는 부가적인 정보이다.- PCI (Protocol Control Information)
Header와 동일하며 각각의 계층에 필요한 정보 및 기능이 담겨있다.- SDU (Service Data Unit)
Layer의 상위 계층에서 하위 계층으로 내려오는 데이터를 뜻한다.- PDU (Protocol Data Unit)
4계층에서는 segment, 3계층에서는 packet, 2계층에서는 frame 이라 부른다.
PDU = PCI(Header) + SDU(data)
상위 계층에서 PCI와 SDU가 합쳐져 PDU를 생성하고 하위 계층으로 전달하여 SDU가 된다.📌Source to Destination
- source에서 destination까지 message가 전달되는 과정
-
application layer에서 전달하고자 하는 message가 각 계층을 지나며 필요한 정보를 포함한 헤더가 붙게되고 전달된다.
-
switch는 link layer까지, router는 network layer까지 필요한 정보를 읽고 (경로 확인 등등..)
-
destination에서 각 계층에서 필요한 정보를 읽고 application에서 message를 전달받는다.
또한, 종단 시스템의 경우 5개의 layer, switch는 2개의 layer, router는 3개의 layer를 가지는 것을 알 수 있다. switch의 경우 network layer가 없기 때문에 IP 주소를 확인할 수 없고 routing을 수행하지 못한다. router의 경우 newtork layer를 포함하고 있어 IP 주소를 확인하여 fowarding을 수행할 수 있다.
🔎 [참고 문헌]
Computer Networking A Top-Down Approach 7-th Edition / Kurose, Ross / Pearson
