OSI 모델과 TCP/IP 프로토콜

네트워크 통신을 체계적으로 다루고 있는 ISO 표준은 OSI(Open System Interconnection)모델로 1970년 후반에 처음 소개되었다.

OSI 7 계층 개념

1계층 : 물리 계층

2계층 : 데이터링크 계층

3계층 : 네트워크 계층

상위 계층. 네트워크 지원계층

---------------------한 장치에서 다른 장치로 데이터를 전송할 때 필요한 물리적 처리를 함.

4계층 : 전송 계층. 1~3계층과 5~7계층을 연결하고 하위 계층에서 전송한 내용을 상위 계층이 사용할 수 있는 형태가 되도록 보장해줌.

---------------------서로 관련 없는 소프트웨어 시스템 간의 상호 연동을 가능하게 함

5계층 : 세션 계층

6계층 : 표현 계층

7계층 : 응용 계층

하위 계층. 사용자 지원 계층

물리 계층은 개개의 비트를 한 노드에서 다음 노드로 전달하는 책임을 갖는다.

물리 계층

1. 데이터를 물리 매체상으로 전송하는 역할을 담당. 전송을 위해 필요한 물리적 링크의 설정, 유지, 해제를 담당함.

2. 사용자 장비와 네트워크 종단장비 사이의 물리적, 전기적인 이터페이스 규정에 초점을 두고 있으며, 전송 선로의 종류에 따라 전송방식과 인코딩방식을 결정한다.

데이터링크 계층

1. 데이터링크 계층은 물리 계층의 있는 그대로의 전송 설비를 신뢰할 수 있는 링크로 변환한다. 이는 상위 계층인 네트워크 계층에게 오류 없는 물리 계층으로 보이도록 한다.

2. 물리 계층에서 전송하는 비트에 대한 비트 동기 및 식별 기능과 원활한 데이터의 전송을 위한 흐름제어 기능, 그리고 안전한 데이터 전송을 위한 오류제어 기능 등을 수행한다.

3. 데이터링크 계층은 논리적 연결제어를 담당하는 LLC와 장비와 장비 간의 물리적인 접속을 담당하는 MAC의 두 sub 계층으로 나뉘어진다.

데이터링크 계층은 LLC와 MAC라는 두개의 서브 계층으로 나뉘어짐.

네트워크 계층

송신자에서 수신자까지 데이터를 안전하게 전달하기 위해서 논리적 링크를 설정하고 상위 계층 데이터를 작은 크기의 패킷으로 분할 전송하는 역할을 수행함.

전송 계층

OSI의 7계층 구조는 전송 계층을 기점으로 하위 계층으로 이루어진 네트워크 서비스와 상위 계층으로 이루어진 사용자 서비스로 구별될 수 있다.

전송 계층은 세션을 맺고 있는 두 사용자 사이의 데이터 전송을 위한 종단간 제어를 담당함.

종단간 저송은 송신 컴퓨터의 프로세스에서 수신 컴퓨터의 프로세스로의 전달을 의미함.

세션 계층

세션 계층은 네트워크 대화 제어기이다. 이는 통신 시스템 간에 상호대화를 설정, 유지, 동기화한다. 특정한 프로세스 사이에서 세션이라 불리는 연결을 확립하고 유지하며 동기화하는 기능을 제공함. 세션계층은 표현계층으로부터 받은 데이터를 효율적인 세션 관리를 위해 짧은 데이터 단위로 나누고 전송 계층으로 내려보낸다.

표현 계층

송수신자가 공통으로 이해할 수 있도록 정보의 데이터 표현방식을 바꾸는 기능을 담당함. 다시 말해서 송신자의 표현 계층은 송신자 의존 형식을 공통 형식으로 변경한다. 수신하는 기계의 표현 계층은 공통 형식을 수신자 의존 형식으로 변경함.

송신자측의 표현 계층은 응용 계층으로부터 받은 데이터의 보안과 효율적인 전송을 위해 암호화와 압축을 수행하여 세션 계층으로 내려보낸다.

응용 계층

최상위 계층으로 사용자가 네트워크에 접속하는 것을 가능케 한다. 전자우편, 원격 파일 접속과 전송 그리고 공유된 데이터베이스 관리 및 분산된 정보 서비스의 또 다른 유형과 같은 서비스를 지원하고 사용자 인터페이스를 제공함.

각 계층 대표 프로토콜
7 Application : HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SSH & Scp, NFS, RTSP
6 presentation : JPEG, MPEG, XDR, ASN.1, SMB, AFP
5 Session : TLS, SSH, ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, NetBIOS
4 Transport : TCP, UDP, RTP, SCTP, SPX
3 Network : IP, ICMP, IGMP, X.25, CLNP, ARP, RARP, BGP, OSPF, RIP, IPX, DDP
2 Data link : Ethernet, Token Ring, PPP, HDLC, Frame relay, ISDN, ATM, 무선랜, FDDI
1 Physical : 전선, 전파, 광섬유, 동축케이블, PSTN, Repeater, DSU, CSU, Modem

TCP/IP 개념
IP4 구조
32bit 길이로 구성된 논리적인 주소 체계. xxx.xxx.xxx.xxx로 표기하며 .으로 구분된 4개의 조합(8bit x 4)이며 실제 ip는 2진수로 표시되어 00000000.00000000.00000000.00000000로 구분된다.


클래스 A의 주소는 0~126(예약된 루프백 주소 127.0.0.1)
클래스 B의 주소는 128~191
클래스 C의 주소는 192~223
멀티케스트 주소는 224~239
예약된 연구용 주소는 240~255


CLASS / IP / 가능 주소 수 / 사설 IP / 사용처
A / 1~126.xxx.xxx.xxx / 16777214 / 10.0.0.0 ~10.255.255.255 / 국가나 대형망
B / 128~191.aaa.xxx.xxx / 65534 / 172.16.0.0~172.32.255.255 / 학교 등 중대규모
C / 192~223.aaa.bbb.xxx / 254 / 192.168.0.0~192.168.255.255 / 소규모 회사, isp 업체
D / 225~239 / 멀티케스팅용
E / 실험용

사설 IP가 아닌 공인 IP는 인터넷 망에 연결되는 IP. LAN 망에서 게이트웨이(라우터)를 거쳐서 WAN(인터넷망)에 붙을 때 공인 IP로 붙게됨. 따라서 10.~ or 172.~ or 192.~는 인터넷 망에서 존재할 수 없는 IP이다.

허브 : 3대 이상의 PC를 연결시키는 장비. 2대까지는 바로 케이블로 연결하면 됨. 허브의 약점은 각 lan이 보유한 대역폭을 pc의 대수만큼 쪼개서 제공한다는 것ㅇㅁ. 즉 10Mbps의 대역폭을 제공하는 이더넷에 8포트형 허브로 pc 8대를 연결시키면 /8로 1.25 Mbps의 대역폭만 할당받을 수 있음. 따라서 스위치가 그 자리를 대체하고 있다.

스위치 : PC에 할당된 대역폭을 확대시키기 위한 장비로 허브와 달리 LAN이 제공하는 대역폭을 PC로 고스란히 전달함. LAN의 형태 및 성능을 획기적으로 개선하는데 큰 공헌을 한 스위치의 장점은 가상 LAN을 지원할 수 있다는 점이다. 가상LAN은 최근 각광받고 있는 LAN 방식으로 기존에 설치된 LAN의 물리적인 형태와 관계없이 자유자재로 LAN 세그먼트를 조절할 수 있다는것이 장점이다. 이에 따라 과거에 허브가 위치했던 와이어링클로셋은 모두 스위치가 대체하는 추세이다.

브릿지 : LAN과 LAN을 연결해주는 장비로 패킷의 목적지 주소를 읽어서 데이터가 LAN외부로 가야할지 내부로 가야할지를 결정한다. 이제 라우터가 대체했다.

라우터 : 네트워크 계층에서 사용하는 것으로 프로토콜이 다른 LAN을 연결시킬 때 사용하거나 LAN을 WAN에 접속시킬 때 사용한다. 라우터는 내보낼 데이터를 쪼개서 패킷으로 만든 후 내부에 위치한 라우팅 테이블에 따라 최적의 경로로 목적지까지 보내는 기능을 한다. 또한 방화벽의 기초형태로 자리잡고 있는데 이는 WAN으로부터 LAN에 접근할 때 가장 먼저 대응하는 장비이기 떄문이다. 라우터는 시간이 갈수록 스위치에 의해 입지가 줄어들고 있지만 아직까지는 LAN과 WAN의 결합장비로 쓰임새를 유지하고 있다.

게이트웨이 : LAN과 인터넷 서버등 각종 호스트를 연결하여 서로 다른 기종의 네트워크를 연결시키는 장비.