• 네트워크 계층 모델은 크게 OSI 7계층 모델과 TCP/IP 4계층으로 나뉜다

OSI 7 Layers

ISO(International Organization for Standardization) 국제표준화기구에서 1984년에 제정한 네트워크 표준 규격

• 포트, 프로토콜의 호환 문제를 해결

• 계층 모델을 통해 네트워크 시스템 상의 일을 설명

• 원인이 어디에 있는지 범위를 좁혀 문제 파악 가능

  데이터 송수신

• 송신측 7계층 - 수신측 7계층이 데이터 서로 교환함

• 각 계층이 독립적이므로 다른 계층에 영향받지 않음

• 송신측 - 전송

  • 상위(7) => 하위(1)계층으로 데이터 전달
  • 전송할때 필요정보를 데이터에 추가하는데, 정보를 헤더(데이터링크 계층에선 트레일러)라고 한다.
    이렇게 헤더를 붙여나가는 것을 캡슐화라고 한다
  • 마지막 물리계층 도달하여 송신 측의 데이터링크계층에서 만들어진 데이터가 전기 신호로 변환되어 수신 측에 전송된다

• 수신측 - 받기

  • 하위(1) => 상위(7)계층으로 데이터 전달받음
  • 상위계층으로 전달하며 각 계층의 헤더를 제거하는 것을 역캡슐화라고 한다.
  • 역캡슐화를 거쳐 마지막 응용계층 도달하면 전달하고자 한 원본 데이터만 남게 된다

1. 물리

시스템 간의 물리적인 연결과 전기 신호를 변환 및 제어하는 계층

• 맨 밑에 있는 계층
• 물리적 연결과 관련된 정보를 정의
• 전기 신호를 전달하는데 초점을 두고, 들어온 전기 신호를 그대로 전달하는 것이 목적

ex) 디지털 또는 아날로그로 신호 변경

2. 데이터 링크

네트워크 기기 간의 데이터 전송 및 물리주소(ex. MAC 주소)를 결정하는 계층

• 물리 계층에서 들어온 전기 신호를 모아 알아 볼 수 있는 데이터 형태로 처리
• 주소 정보를 정의하고 출발지와 도착지 주소를 확인한 후, 데이터를 처리

ex) 브리지 및 스위치, MAC 주소

3. 네트워크 계층

실제 네트워크 간 데이터 라우팅을 담당

• 가장 복잡한 계층 중 하나
• 라우팅
  : 네트워크 안에서 통신 데이터를 짜여진 알고리즘에 의해 최대한 빠르게 보낼 최적의 경로를 선택하는 과정

ex) IP 패킷 전송

4. 전송 계층

컴퓨터간 신뢰성 있는 데이터를 서로 교환 가능한 서비스 제공하는 계층

• 하위 계층에서 신호와 데이터를 올바른 위치로 보내고 신호를 만드는데 집중했다면,
• 전송 계층에선 해당 데이터들이 실제로 정상적으로 보내지는지 확인하는 역할
• 네트워크 계층에서 사용되는 패킷은 유실되거나 순서가 바뀌는 경우가 있는 데, 이를 바로 잡아주는 역할도 담당

ex) TCP/UDP 연결

프로토콜	설명
TCP	HTTP, FTP 통신 등의 근간이 되는 인터넷 프로토콜
UDP	(양방향 TCP와는 다르게) 단방향으로 작동하는 훨씬 더 단순하고 빠르지만, 신뢰성이 낮은 인터넷 프로토콜

5. 세션 계층

세션 연결의 설정과 해제, 세션 메시지 전송 등의 기능을 수행하는 계층

• 컴퓨터간의 통신 방식에 대해 결정하는 계층
• 양 끝 단의 프로세스가 연결을 성립하도록 도와주고, 작업을 마친 후에는 연결을 끊는 역할을 한다

6. 표현 계층

응용 계층으로 전달하거나 전달받는 데이터를 인코딩, 디코딩하는 계층

• 일종의 번역기 같은 역할 수행

ex) 문자 코드, 압축, 암호화 등의 데이터 변환

7. 응용 계층

최종적으로 사용자와의 인터페이스를 제공하는 최상위 계층

• 사용자가 실행하는 응용 프로그램(ex. Google Chrome)들이 해당 계층에 속함

ex) 이메일 및 파일 전송, 웹 사이트 조회

프로토콜	설명
HTTP	웹에서 HTML, JSON 등 정보를 주고받는 프로토콜
HTTP	HTTP에서 보안이 강화된 프로토콜
FTP	파일 전송 프로토콜
SMTP	메일 전송하기 위한 프로토콜
SSH	CLI환경의 원격 컴퓨터에 접속하기 위한 프로토콜
RDP	Window 계열의 원격 컴퓨터에 접속하기 위한 프로토콜
WebSocket	실시간 통신, Push 등을 지원하는 프로토콜

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TCP/IP 4계층 모델

OSI 7계층 이론을 실제 사용하는, 현실에 맞춰 단순화된 모델

1. 네트워크 인터페이스 계층

OSI 계층의 물리 계층, 데이터 링크 계층에 해당

• 물리적인 주소로 MAC을 사용한다
  ex) LAN, 패킷망 등에 사용됨

2. 인터넷 계층

OSI 계층의 네트워크 계층에 해당

• 통신 노드 간의 IP 패킷을 전송하는 기능 및 라우팅을 담당
  ex) IP, ARP, RARP

3. 전송 계층

OSI 계층의 전송 계층에 해당

• 통신 노드간의 연결을 제어하고, 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당
  ex) TCP/UDP

4. 어플리케이션 계층

OSI 계층의 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층에 해당

• TCP/UDP 기반의 응용 프로그램을 구현할 때 사용
  ex) FTP, HTTP, SSH