네트워크 계층 모델(TCP/IP 4계층)

• 컴퓨터 네트워크에서는 다양한 통신 장비와 프로그램이 어울려 통신을 가능하게 함
• 계층 모델: 통신에 참여하는 여러 장비나 프로그램이 맡은 역할을 이해하기 쉽게 분류, 추상화 한 것
  
  

TCP/IP 4계층 모델

• 애플리케이션 계층: 웹 서비스, 이메일과 같은 서비스를 사용자에게 제공
• 트랜스포트 계층`: 위아래 계층 사이에서 데이터가 올바르게 전달되도록 중계
• 인터넷 계층: 목적지의 IP 어드레스로 데이터 전달
• 네트워크 인터페이스 계층: 네트워크 어댑터와 같은 하드웨어를 통해 데이터 전달
• cf. 하드웨어: 네트워크 어댑터, 무선 LAN 클라이언트
• cf. 서비스의 내용을 결정하는 것은 only 애플리케이션 계층, 다른 것들은 통신 기능 담당
  
  

각 계층을 통과하는 데이터의 형태

사전지식

• 각 계층을 지나는 데이터는 패킷 단위로 작게 쪼개짐
• 목적지 등 부가 정보가 헤더Header 형태로 덧붙여짐
  • header: 데이터 앞에 덧붙이는 정보
  • trailer: 데이터 뒤에 덧붙이는 정보

데이터 형태

송신지

• 애플리케이션 계층
• 트랜스포트 계층: 전송하기 적합한 크기로 작게 쪼갠 후, 목적지의 프로그램을 식별할 수 있는 정보 덧붙임
• 인터넷 계층: 수신 측의 컴퓨터 식별 정보 덧붙임
• 네트워크 인터페이스 계층: 하드웨어 신호 전달에 필요한 정보 덧붙임
• 하드웨어: 전기/광신호로 변환되어 전송

수신지

• 같은 계층의 송신지에서 덧붙인 정보를 확인
• 확인이 되면 해당 계층이 해야할 일을 처리
• 하드웨어
• 네트워크 인터페이스 계층: 헤더/트레일러 뗴어냄 → 인터넷 계층으로 전달
• 인터넷 계층: 자신이 수신해야 하는 데어터인지 확인 → 트랜스포트 계층으로 전달
• 트랜스포트 계층: 모든 데이터가 수신, 데이터들 결합 → 목적지 프로그램에 전달
• 애플리케이션 계층: 수신된 데이터 받음
  
  

TCP/IP 4 계층 동작 방식

1. 애플리케이션 계층

• 사용자가 실제로 체감할 수 있는 서비스 제공
  • 웹 브라우저, 웹 서버
• 데이터: URL → 웹 페이지 데이터
• 데이터의 내용을 보고, 해당 서비스를 처리하는 데 집중
• 데이터 전송은 하위 계층에 위임

2. 트랜스포트 계층

• 애플리케이션 계층의 프로그램에서 받은 데이터를 목적지 애플리케이션 계층의 프로그램까지 전달
• 데이터 전송 오류 시 재전송 담당
• 목적지 컴퓨터의 프로그램 데이터 제대로 전달되었는지 확인, 포트 번호 정보 헤더에 붙이거나 뗌

3. 인터넷 계층

• 데이터에 어드레스 정보 덧붙여 목적지까지 전달
  • 라우터: 목적지 컴퓨터까지 도달할 수 있는 경로 찾는데 이용
• 통신하는 컴퓨터들 식별할 수 있도록 어드레스 정보 덧붙임

4. 네트워크 인터페이스 계층

• 유선 LAN 어댑터, 무선 LAN 어댑터가 처리할 수 있는 형태도 데이터 변환
• 해당 데이터 목적지까지 전달
• 연결된 장비까지 어떻게 하면 데이터를 잘 전달할까?
  
  

TCP/IP 왜 필요한가요?

• 공통 규격을 준수하여 통신하기 전에는, 규격이 달라서 통신할 수 없는 경우 발생
• 오늘날 개인용 컴퓨터가 연결되는 LAN부터, 거의 모든 컴퓨터 네트워크가 TCP/IP 기반으로 연결
• 인터넷으로 연결된 컴퓨터와 통신을 할 때 TCP/IP라는 공통된 규격을 사용할 경우
• → 하드웨어, OS(Windows ↔ Mac), 접속 매체 등에 관계없이 동작 OK

🔖 참고

• 명쾌한 설명과 풍부한 그림으로 배우는 CTP/IP 쉽게, 더 쉽게 by 리브로웍스
• https://www.joinc.co.kr/w/Site/Network_Programing/Documents/IntroTCPIP