OSI model

physical Layer

• 케이블, 잭, 허브 등 물리적 / 전기적 매체
• 비트 단위

Data Link Layer

• 물리 계층을 통해 전송이 수행되는 방식 설정
• NIC와 Bridge, 스위치 등이 속함
• LAN 전송 시 오류 없는 전송을 보장. MAC 사용
• 프레임 단위

Network Layer

• 서로 다른 네트워크, LAN 또는 내부 네트워크 간의 라우팅 및 정보 전환
• 라우터 가 속함
• IP 주소 사용
• 패킷 단위

Transport Layer

• 논리적 주소(IP) 지정을 통해 호스트 간 오류 없는 통신 보장
• TCP / UDP 프로토콜, 게이트웨이
• 세그먼트(TCP)나 datagram(UDP) 단위

Session Layer

• 네트워크 및 호스트 간 OS 내에서 세션의 설정, 종료, 동기화 관리

Presentation Layer

• 발신자에서 수신자로 데이터 형식 변환
• 인코딩, 데이터 압축 및 파일 암호화

Application Layer

• 여기서 메시지 생성, 즉 패킷 생성이 시작됨
• FTP, SMTP와 같은 최종 사용자 프로토콜 작동

Physical Layer

• bit 단위의 데이터를 전송하기 위한 물리적, 전기적 매체 담당

• Bandwidth, Encoding, Error Rate를 고려하여 1초에 송수신할 bit의 수를 결정(Data Rate)

• bit 단위 동기화를 수행

• Network Topology

  • Ring, Mesh, Star, Fully Connected, Line, Tree, Bus
    

• 전송 매체의 mode들

  • Simplex : 한 장치는 전송만, 한 장치는 수신만 수행
  • Half Duplex : 두 장치 모두 송수신이 가능하지만 동시에는 불가.
  • Full Duplex : 모든 장치가 동시에 송수신 가능

• 디지털 신호를 아날로그 전기 신호로 보내면 발생하는 문제들

  • Attenuation, Signal Loss: 전송 거리에 따라 전압이 감소
  • Dispersion : 전자파 등에 의해 신호가 간섭
  • Delay Distortion : 신호가 다른 신호에 비해 빠르거나 느리게 도착
  • Noise : 전송 과정에서 다양한 이유로 발생

• 데이터 전송 매개

  • Twisted Pair Cable
    • UTP : 두 개의 구리선으로 구성, 전화선 등
    • STP : 포일로 싸인 구리선. 외부 간섭이 적음
  • Coaxial Cable : 동축 케이블 , TV 선
  • Optical Fiber : 대량의 데이터 전송에 사용. 단방향 양방향 통신 모두 가능

• 데이터의 전송 형태

  • Radio wave : 송수신이 쉬우며 건물으르 통과.
  • Microwave : 송수신 안테나가 정렬되어 있어야 함.
  • Infrared : 근거리 통신에 사용. 물체 관통 불가.

• 네트워크의 지연

  • Transmission Delay: 패킷이 매체를 통해 전송되는 동안 발생 (Packet size / bandwidth)

  • Propagation Delay : 전송된 패킷의 마지막 비트가 목적지에 도달할 때까지의 시간 (거리 / 속도)

  • Queueing Delay : 패킷이 도착한 후에 버퍼 등에서 대기하며 발생하는 지연

  • Processing Delay : 패킷이 처리되면서 발생하는 지연

• Multiplexing

  • 저수준의 채널들을 고수준의 채널로 통합하여 전송하고, 수신 시 다시 분해
  • 시분할 다중화 (TDM) : 신호를 시간대 별로 나누어 전송
    • 동기식 : 각 채널에 똑같이 시간을 부여.
    • 비동기식 : 준비된 채널에 동적으로 채널 부여하여 효율적
  • 주파수 분할 다중화(FDM) : 동시간에 주파수 대역을 나누어 전송
  • 파장 분할 다중화 (WDM) : 광섬유에서 사용. 파장으로 분할

• Switching

  • 장치 간의 링크를 필요할 때 구축해주는 과정

  • 회선 교환 : 두 장치 사이에 물리적인 선을 연결

    • 연결을 구축하는데 시간이 걸리고, 이후에는 지연 없이 두 장치가 해당 연결을 점유
    • 속도가 고정적임

  • 패킷 스위칭 : 전체 메시지를 노드가 수용 가능한 크기의 패킷으로 분할하여 전송

  • 메시지 스위칭 : 메시지 전체를 한 번에 인접 노드 전체에 전송