컴퓨터 네트워크 - week 1

deutan·2025년 8월 17일

computer-network

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OSI Reference Model

Open Systems Interconnection Reference Model
OSI 프로토콜의 표준화를 위해 설정된 아키텍쳐

OSI 7 Layer 모델은 하위계층(1~3), 상위계층(4~7)
각 계층은 하위계층의 기능을 이용하며 상위계층에 기능을 제공

  • Physical Layer
    전기적, 기계적, 기능적 특성을 이용하여 데이터를 전송하는 물리적 장비
    통신 단위는 비트이며 on, off 구분
    ex) 통신 케이블, 리피터, 허브

  • DataLink Layer
    물리계층의 정보의 오류와 흐름 관리 및 제어
    프레임에 MAC 주소 부여, 에러 검출, 재전송, 흐름제어
    프레임은 이 계층의 통신 단위
    ex) 브리지, 스위치, 이더넷

  • Network Layer
    데이터를 목적지까지 전달하는 계층
    라우터를 통해 경로를 선택, IP 경로에 따라 패킷 전달
    패킷은 이 계층의 통신 단위
    ex) 라우터

  • Transport Layer
    Port 번호, TCP/UDP 방식 결정
    신호 분산 및 결합 과정을 통한 에러, 경로 제어

  • Session Layer
    프로세스 및 통신 호스트 간 연결 유지
    TCP/IP 세션 체결, 통신 세션 구성
    ex) API, Socket

  • Presentation Layer
    데이터 표현 방식 결정
    파일 인코등, 명령어 포장, 압축, 암호화
    ex) JPEG, MPEG, GIF, ASCII 등

  • Application Layer
    최종 목적지, 응용 프로세스와 직접 관계하여 서비스 수행
    ex) HTPP, FTP, SMTP, IMAP, Telnet


정리


Internet

Protocol은 정보를 주고 받을 때 필요한 약속이다.
Internet은 모든 컴퓨터를 하나의 통신망 안에 연결 하는 의도에서 International Network를 줄여 인터넷이라고 처음 명명하였던 데 어원을 두고 있다.

Network의 Network => Internet

  • Internetinternet의 차이
    internet은 논리적 개념이며 여러개의 방식 중 하나를 채택하여 우리가 현재 사용하고 있는 전 세계를 연결한 고유명사 인터넷을 Internet이라 쓴다.

  • 채택의 이유
    군사적 목적을 위해 개발 되었으며 기능이 많고 다양해서가 아닌 다른 것들 보다 간단하여 채택하였다.


OSI Model

International Standards Organization(ISO)에서 Network를 위해 정의한 모델

OSI 7 Layer


각 계층에서 만드는 데이터는 상위 계층에서 전달 받은 데이터를 훼손하지 않으며 헤더를 붙여가며 만듦

현재 우리가 쓰는 TCP/IP 프로토콜 인터넷은 5개의 계층으로 구성되어 있으며 Layer 5, 6, 7이 Application Layer에 대응된다.


Circuit Switching Network vs Packet Switching Network

  • Circuit Switching Network: 서버에서 제어하여 각 지점에서 경로를 설정함
    단점 => 서버가 죽으면 네트워크 또한 죽는다.
  • Packet Switching Network : 모든 분기점에서 각자의 지도를 소유하여 다음 분기점으로 보내는 일만함
    최종 목적지(IP) + 다음 분기점(MAC) 2가지 주소를 사용함

Router: Network와 Network를 연결해주는 장비
Switch: 하나의 Network에서 PC들을 연결해주는 장비


Physical Layer

물리 계층은 bit를 어떻게 보낼 지에 대한 계층이며 통신 영역이다.

데이터의 단위 : bit



hop-to-hop통신을 하며 헤더에 MAC주소를 붙였다 떼었다 하며 다음 분기점으로 보낸다.

데이터의 단위 : frame


Network Layer


source-to-destination통신을 하며 헤더에는 IP주소를 붙인다.
pair(sender, receiver) 양방향 통신을 위한 쌍 저장

데이터의 단위 : datagram


Transport Layer


Process to Process 통신이 이루어 지며 헤더에는 port를 붙여야 함.
특정 IP에 도착을 한 후 어떤 process에 들어가야 하는지 알아야 함

ex) 크롬 창 여러개에서 다른 동작을 요청

pair(sender, receiver) sender(process)의 port는 시스템이 임의로 부여함.
PID와 port number를 시스템이 Table에 유지하여 사용

데이터의 단위

  • segment - TCP
  • user datagram - UDP
  • packet - General

Application Layer

데이터의 단위 - Message


Port address + Logical address(IP) + Physical address(MAC)
인터넷 Data 전송에 반드시 필요한 요소이다.


Switch - 1


기존의 방식은 모든 node에서 Destination을 확인하고 자신에게 온 것이 아니면 무시하는 Brute-Force 방식을 사용

또한 새로운 PC를 연결할 때마다 Tap을 달아주어야 했음

  • Switch는 멀티탭 처럼 PC를 하나로 묶어주며 Switch의 interface 번호와 PC의 MAC 번호를 Pair로 저장하여 목적지에만 뿌려준다.
  • 저장하는 시점은 PC가 데이터를 발신할 때 정보를 보고 저장한다.
  • 수신 시에는 응답하지 않으므로 발신 시 저장

Switch - 2


Repeater라는 장비는 500m마다 signalamplify하는 것이 아니라 regenerate해주는 장비이다.

Hubmultiport repeater이다.


Bridge는 필터링이 가능한 repeater이다.

필터링은 이전에 (interface번호와 MAC pair)를 이용한 수신 기술

Switchmultiport bridge이다.


etc

IP는 4Byte
MAC은 6Byte Hexadecimal 사용

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