Nefus - 네트워크 [OSI 7계층, TCP/IP 5계층, 스위치, 라우터]

네트워크

네트워크(Network)는 다양한 노드들이 링크에 의해 그물처럼 연결되어 작업을 하기 위해 구축한 시스템입니다.

 

 

네트워크의 종류는 주로 대역대에 따라 PAN, LAN, WAN으로 나눌 수 있습니다.

PAN(Personal Area Network) : PAN은 개인이 소유한 기기간의 네트워크입니다.

ex) 에어팟, 스마트폰의 연결

LAN(Local Area Network) : LAN은 일반적으로 같은 건물 내에 있는 작은 지리적 영역 내에 포함된 네트워크입니다.

ex) 가정용 wifi 네트워크

WAN(Wide Area Network) : 인터넷 서비스 제공자에 의해 여러 LAN이 연결되어 먼 거리에 데이터 통신이 이루어지는 규모의 네트워크입니다.

 

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OSI 7계층

OSI 7계층이란 네트워크 상에서 이루어지는 데이터 통신 과정 중 비슷한 부분끼리 묶어 총 7단계로 나눠둔 것입니다.

1부터 7까지 각각의 단계를 계층이라고 하며, 각 계층은 서로 겹치지 않고 독립적인 역할을 담당하고, 담당한 역할을 잘 수행하기 위해 각 계층마다 사용하는 프로토콜이 정의되어 있습니다.

그리고 OSI 7계층은 ISO(국제 표준화 기구)에서 지정하여 교육용으로 많이 쓰이는 공적 표준 모델입니다.

 

1계층 : 물리 계층

주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하는 물리적인 장비입니다.

주소를 0과 1로 변환해서 주고 받는 기능을 합니다. 전송되는 데이터 단위는 비트이고, 사용하는 장비로는 통신케이블, 허브 등이 있습니다.

 

2계층 : 데이터링크 계층

흐름 제어 및 오류 제어를 담당하여 안전한 통신의 흐름을 관리합니다.

전송되는 데이터 단위는 프레임이고 mac 주소를 이용해서 통신합니다. 사용되는 장비로는 브리지, 스위치 등이 있습니다.

 

3계층 : 네트워크 계층

라우팅 기능을 맡고 있는 계층으로 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 데이터를 보내는 기능을 가지고 있습니다.

전송되는 데이터 단위는 패킷이고, 사용되는 장비로는 라우터가 있습니다.

 

4계층 : 전송 계층

송신자와 수신자 간의 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송하기 위하여 오류검출 및 복구, 흐름제어와 중복검사 등을 수행합니다.

데이터 전송을 위해 포트 번호를 사용하고 데이터 전송단위는 세그먼트입니다. 대표적인 프로토콜로 TCP, UDP가 있습니다.

 

5계층 : 세션 계층

응용 프로그램 간의 대화를 유지시키기 위한 구조를 제공하고, 이를 처리하기 위한 프로세서들을 논리적으로 연결합니다.

 

6계층 : 표현 계층

받은 데이터를 코드 변환, 구문 검색, 인코딩 - 디코딩 및 암호화, 압축의 과정을 통해 올바른 표준 방식으로 변환해줍니다.

 

7계층 :  응용 계층

사용자와 가장 가까운 계층이며, 응용 프로세스 간의 정보 교환을 담당합니다. 대표적인 프로토콜로 HTTP, DNS, TELNET 등이 있습니다.

 

 

캡슐화 & 탈캡슐화

헤더를 붙이는 것을 캡슐화, 붙어있는 헤더를 제거하는 것을 탈캡슐화라고 합니다.

여기서 헤더란 데이터 앞부분에 파일에 대한 정보를 심어놓은 부분입니다.

 

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TCP/IP 5계층

TCP/IP는 컴퓨터 사이의 표준 통신 및 네트워크 하우팅 및 상호연결에 대한 자세한 규칙을 지정하는 프로토콜입니다.

 

1계층 : 물리 계층

네트워크의 하드웨어 전송 기술로 구성되어 있습니다.

전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송합니다.

 

2계층 : 데이터링크 계층

컴퓨터와 컴퓨터 간 신뢰성있는 전송을 보장하는 걔층입니다.

물리 계층을 통해서 송수신되는 정보의 오류를 검출하고 흐름을 관리합니다.

데이터에 물리적인 주소인 MAC 주소를 부여해서 출처를 알 수 있게 합니다.

 

3계층 : 네트워크 계층

논리적인 IP를 이용해서 노드 간 데이터 전송과 라우팅 기능을 담당합니다.

 

4계층 : 전송 계층

데이터의 송수신을 담당하고 통신 노드 간의 연결을 제어하고, 네트워크 양단의 송수신 호스트 사이에서 신뢰성 있는 전송기능을 제공합니다.

 

5계층 : 응용 계층

OSI 7계층에서 5,6,7계층에서 해당합니다.

사용자가 응용프로그램과 소통하는 UI를 제공합니다.

 

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스위치

스위치는 2계층인 데이터 링크 계층에서 동작하는 장비로, 데이터를 수신하면, 프레임헤더에 작성된 MAC주소를 확인하여, 목적지로 향하는 적절한 포트로 전송해주는 장비입니다.

 

스위치는 플러딩, 포워딩, 필터링의 기능을 합니다.

플러딩 : 데이터를 모든 포트로 내보내는 기능으로 MAC 주소가 MAC테이블에 존재하지 않아도 수행할 수 있습니다.

포워딩 : 데이터를 특정 포트로 내보내는 기능으로 수신한 데이터의 MAC 주소가 MAC테이블에 존재해야 수행할 수 있습니다.

필터링 : 포워딩이 수행되는 포트를 제외하고 나머지 포트로 가는 데이터를 차단하는 기능을 합니다.

 

 

라우터

라우터는 네트워크 계층에서 동작하는 장비로, 데이터를 수신하면, 패킷헤더에 작성된 IP주소를 확인하여, 목적지 네트워크로 향하는 최적의 포트로 라우팅테이블에 목적지로 사는 최적의 경로가 지정되어 있어야 합니다.