0. 들어가며
네트워크의 거시적 구조에서는 전체 네트워크 환경에서 정보를 주고 받는 주체가 누군인지 대략적으로 알아봤다면, 이번 글에서는 두 개의 호스트가 메시지를 주고 받는 과정 자체를 세세하게 알아볼 예정이다.
1. 네트워크 참조 모델이란?
KEY WORD: 네트워크의 송수신 과정 == 택배 송수신 과정
네트워크의 두 호스트가 메시지를 송수신하는 과정은 나와 친구가 택배를 주고 받는 과정과 매우 유사하다.
만약에 내가 친구에게 책을 선물하기 위해 택배를 붙인다면 친구가 그 책을 열어보기 까지 다음과 같은 과정을 거칠 것이다.
만약에 내가 친구에게 책을 선물하기 위해 택배를 붙인다면 친구가 그 책을 열어보기 까지 다음과 같은 과정을 거칠 것이다.
내가 하는 행동 | 친구가 하는 행동 |
선물할 책을 선정해서 준비 | 선물 받은 책 보기 |
책이 상하지 않도록 포장 용지를 감싸기 | 포장 용지 제거 |
포장된 책을 택배 상자에 담기 | 택배 상자를 포장된 책에서 꺼내기 |
택배 상자를 밀봉 | 택배 상자를 개봉 |
택배 기사가 확인할 송장을 택배 상자에 붙이기 | 택배 기사를 위해 존재했던 송장 때기 |
택배 상자를 택배 기사에게 전달 | 택배 상자를 택배 기사로부터 받기 |
과정에는 다음과 같은 특징이 있다.
- 주고 받는 과정에는 정형화된 순서가 존재한다.
- 책을 주는 쪽과 책을 받는 쪽이 정확히 반대되는 순서로 유사한 행동한다.
네트워크의 송수신 과정 또한 이러한 특징을 가진다. 송수신 과정에는 순서가 존재하며, 송신자의 행동과 정확히 반대되는 순서로 수신자가 유사한 행동을 한다. 네트워크 이론에서는 이렇듯 통신이 일어나는 과정을 계층으로 나누어서 설명하는데, 이를 네트워크 참조 모델 혹은 네트워크 계층 모델이라고 한다.
(1) 통신 과정을 계층 구조로 나타내면 좋은 점은?
통신 과정을 계층 구조로 나타내면, 해당 계층 구조가 '네트워크 운용의 가이드라인' 이 되기 때문에 좋다.
- 네트워크 구성과 설계에 용이하다.
: 각 계층 별로 해야할 일이 정해져 있기 때문에, 그것에 맞는 프로토콜과 장비를 구성하면 된다.
- 오류 발생 시 문제 진단과 해결이 용이하다.
: 오류가 발생하면 계층별로 하나씩 살펴보면 된다.
2. 네트워크 참조 모델의 종류
네트워크 참조 모델에는 크게
OSI 7계층과 TCP/IP 모델 두 가지가 있다.OSI 7계층: 네트워크에서의 송수신 과정을 이론적으로 명확하게 설명하기 위해 만든 모델
TCP/IP 모델: 네트워크에서의 송수신 과정을 실제 구현하기 위해 만든 모델
각각 이론 설명에 중점을 두냐, 실제 구현에 중점을 두냐에 따라서 차이가 있다. 각 모델의 계층을 하나씩 자세히 살펴보면 다음과 같다.
(1) OSI 7계층
최상단부터 최하단까지 차례대로 알아보겠다.
(2) TCP/IP 모델
TCP/IP 모델은 OSI 7계층에서 이론적으로 나누어져 있던 7,6,5를 4계층 응용 계층으로 통합한다.
그 외에 TCP/IP 모델에서는 물리 계층이 따로 없기 때문에, 이를 설명하지 못한다. 따라서 책에 따라서 물리 계층을 TCP/IP에 포함시켜서 5계층으로 설명하기도 한다.
그 외에 TCP/IP 모델에서는 물리 계층이 따로 없기 때문에, 이를 설명하지 못한다. 따라서 책에 따라서 물리 계층을 TCP/IP에 포함시켜서 5계층으로 설명하기도 한다.
(3) 모델 비교
위 도표를 글로 나타내면 다음과 같다.
OSI 7 계층
(7) 응용 계층
정의
- 사용자 및 사용자가 활용 중인 응용 프로그램과 소통하는 계층
역할
- 응용 프로그램이 네트워크로 요청했던 결과물을 전달 (웹 브라우저에게 웹 페이지, 이메일 서비스에게 받은 이메일 등)
(6) 표현 계층
정의
- 특정 주체가 알아들을 수 있도록 내용물을 '번역'하는 계층
역할
- 사람이 읽을 수 있는 문자를 컴퓨터가 이해하는 기계어로 변환
- 파일을 압축하거나 암호화
(5) 세션 계층
정의
- 세션을 관리하기 위한 계층(
세션== 통신을 주고 받는 호스트의 응용 프로그램 간의 연결)
역할
- 통신을 주고 받는 호스트의 응용 프로그램 상태에 따라서 세션을 생성, 유지, 끊는 역할
(4) 전송 계층
정의
- 메시지가 신뢰성 있고, 안정적으로 전달될 수 있게 보장하는 계층
역할
- 전달 받은 메세지의 오류 검출
- 전송 과정 중에 손실된 패킷 있는지
- 도착한 패킷들이 순서 보장이 되어 있는지 확인
- 흐름 제어: 송신자와 수신자의 메시지 전송 양을 실시간 동기화
- 응용 프로그램에게 전달: 전달 받은 메시지가 필요한 응용프로그램을 포트 번호로 식별하고 올바르게 전달
(3) 네트워크 계층
정의
- 메시지를 다른 네트워크의 수신지에게 전달하는 계층(네트워크의 네트워크, 즉 인터넷이 가능하게 만드는 계층)
역할
- IP 라는 주소 체계를 이용하여 아무리 멀리 있든 상관없이 수신지와 그것이 속한 네트워크를 특정
- 해당 수신지까지 메시지가 최적의 경로로 전달될 수 있도록 보장
(2) 데이터-링크 계층
정의
- 네트워크 내에서 인접한 장치 간의 정보를 올바르게 주고 받기 위해 존재하는 계층 (MAC 주소 활용)
역할
- 물리 계층에서 전송된 정보의 오류 검출
- MAC 주소 체계를 통해 인접한 네트워크 내에서, 배달되는 정보의 송수신지를 특정할 수 있게 한다.
- 전송 과정에서 발생할 수 있는 충돌 문제 (여러 주체가 동시에 메시지를 전송 등)을 해결한다.
(1) 물리계층
정의
- 0과 1로 구성된 비트 데이터를 통신 매체를 통해 직접 주고 받는 계층이다.
역할
- 상위 계층의 메시지를 비트 데이터로 변환
- 연결된 통신 매체에 맞는 형태로 해당 비트 데이터를 변환하여 전송/수신(통신 매체에 따라 비트는 전기, 빛, 전파 등 다양한 형태로 운반될 수 있음.)
모르는 것 정리
통신 매체
: 네트워크에서 노드를 잇는 간선을 뜻한다. 케이블, 전파, 회선 등이 여기에 해당한다.
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