🍓네트워크 1일차(4.11) 네트워크 메인프레임 LAN WAN 프로토콜 OSI 7계층 모델 전이중 반이중 통신 TCP/IP 모델 총정리

금일부터 2달간 네트워크를 들어 갑니다.
네트워크에서는 Terminology(용어)를 잘 알아 두어야 합니다.
=>네트워크를 잘 이해해야 Cloud를 이해할 수 있고, 신기술을 알아 볼 수 있습니다.
    SDN(Software Defined Network)
    CDN(Centents Delivery Network)
    VDI(Virtual Desktop Interface) 
    SWG(Secure Web Gateway), ......

  컴퓨터 초창기에는 IBM의 메인프레임(Main Frame) 머신들이 서버의 주류를 이뤘는데 이 메인프레임 서버는 서늘한 곳에 매우 거대하게 자리 잡고 있었으며 무수한 터미널(terminal)들이 연결되어 있었다. 작업처리는 메인프레임 상에서 이뤄지므로 일반 사용자들은 메인프레임에서 실행되고 있는 어플(Application)을 자신의 터미널에서 모니터를 보고 키보드로 조작 할 수 있을 뿐이었다. 따라서 메인프레임에 문제가 있으면 모든 작업은 올 스톱 되었다. 이런 원격 클라이언트 터미널들은 단지 메인프레임에게 접근하기 위한 통로였고 사용자들은 단순히 모니터에 보이는 데이터를 키보드로 조작해서 그 내용을 메인프레임에게 전달하는 역할만 했기 때문에 이런 터미널 컴퓨터를 더미 터미널(dummy terminal)로 불렀다. 이들은 메인 프레임의 리소스를 사용하기 때문에 메인 프레임의 성능(Computer Resource: HDD, RAM, CPU)이 매우 좋아야 한다.
이런 시스템 구조(Architecture)를 'Thick, Vertical 구조' =>현재의 Cloud 시스템과 매우 유사하다!!! Cloud에서 사용하는 구조는 private cloud, on-premise(zone, area, ...), public cloud(MS Azure, Amazon AWS, Google GCP, IBM, ...)에서는 막강한 서버 하나로 무수한 가상머신들을 운영하고 있다. 

  하지만 시간이 흐르면서 더 많은 터미널이 메인프레임에 연결되게 되었고 그로 인해 메인프레임의 부하가 더욱 늘어나서 생산성 저하로 이어지는 지경에 이르자 이를 대처하기 위한 여러 방법이 연구되기 시작했다. 1980년대 후반부터 메인프레임의 부하를 덜어줄 수 있는 똑똑한 터미널을 고안하기 시작했는데 바로 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer(IBM 계열))의 등장이다. PC는 터미널처럼 메인프레임에 연결되지만 자체적으로 CPU와 RAM, HDD 등 리소스를 가지고 있어서 작업을 오로지 메인 프레임의 리소스에 의존하지 않고 자체적인 리소스로 처리할 수 있기 때문에 메인프레임의 부하를 크게 줄일 수 있었다. 그리고 그 당시 마우스의 출현으로 인해서 작업도 훨씬 수월하게 처리할 수 있었다. 
  여기서부터 Server-Clients 개념이 생겨나기 시작했고, 나아가 PC가 소형 사무실과 가정에서 일반적 용도로도 널리 사용되게 됨으로써 컴퓨터의 엄청난 보급화가 촉진되었고 Peer-to-Peer 개념이 생겨났다.
=>서버: 서비스를 제공하는 호스트, 서버 운영체제와는 무관하다.  클라이언트: 서비스를 요청하는 호스트 
    =>Linux는 서버 패키지를 설치하고 서비스를 제공하면 서버이고, 그냥 사용하면 클라이언트이다. Windows에서는 서버는 Windows NT, 2000, 2003, 2008, 2016 Server이고, 클라이언트는 Windows 3.x, 95, 98, me, xp, vista, .... 7, 8, 10, 11, ...이다.       

  PC가 메인프레임과 함께 작업하게 됨에 따라 이들 PC를 메인프레임에 효율적으로 연결하기 위한 기술도 더불어 발전하게 되었고 드디어 LAN(Local Area Network)이 개발되었는데 LAN은 네트워크상의 리소스(컴퓨터, 데이터, 프린터, 사용자, ... 등)를 효율적으로 공유(shared)할 목적으로 컴퓨터들을 묶는 개념에서 출발하였다. 
  네트워크란 따라서 데이터, 프린터 등 여러 곳에 산재해 있는 리소스(resources)를 ‘공유’해서 어느 지점에서나 손쉽게 이 리소스들을 이용하기 위한 목적에서 시작되었다고 볼 수 있다. 조직(Organization)에서는 이더넷이나 토큰링 같은 기술을 사용해서 LAN을 구축하는데 각 노드는 네트워크 카드(NIC: Network Interface Card)를 통해서 LAN에 연결된다. 
==>Computer : 일반적인 컴퓨터를 이르는 말 <=compute(계산력 촛점)
      Node : NIC로 상호 연결된 자원 <=computer, printer, plotter, .... Server, NAS, 
                Router, Switch, Bridge, Hub, .... 포함 
      Host : 일반적인 네트워크상에서의 컴퓨터, 
      Box, machine, .... : Computer 대용으로 IT man이 사용하는 말 

  이런 LAN들이 점점 늘어남에 따라 이 LAN 네트워크들을 서로 다른 층, 건물, 도시 심지어 국가 간에도 연결할 필요가 생겼고 결과적으로 MAN(Metropolitan Area Network)이나 WAN(Wide Area Network)이 출현하게 되었다. WAN은 LAN의 로컬적인 한계를 넘어서 LAN끼리 연결하는 개념인데 초기에는 전 세계적으로 보편화 된 전화선에 모뎀(PSTN OR POTS(56k/bps) =>ISDN(128K/bps) =>T1/T3(1.5M/bps))을 사용해서 WAN에 접속할 수 있었다. 조직 내부 네트워크를 LAN이라고 하면 그 LAN을 넘어서 인터넷을 구성하는 네트워크를 WAN으로 볼 수 있다. 하지만 인터넷에 연결시켜주는 ISP(Internet Service Provider: KT, LG U+, SK)쪽에서 보면 WAN 안에 구성된 네트워크를 자신의 LAN으로 볼 수도 있다. 조직 내부에서 외부를 보았을 때 WAN이지 WAN끼리 묶인 것도 하나의 LAN이라는 의미이다. 따라서 라우터 장비는 LAN과 LAN을 연결해주는 역할을 한다고 볼 수 있다. 그리고 LAN 내에서 부분적인 네트워크를 세그먼트(segment)라고 부른다. 
  사실 Segment, LAN, MAN, WAN 등의 경계는 모호하지만 간단히 정의하면 
LAN은 라우터 이하의 영역이고 
WAN은 라우터 이상의 영역으로 
=>라우터를 경계로 해서 라우터 아래의 조직 내부를 LAN, 
    라우터 너머의 조직 외부를 WAN으로 부르는 것이 일반적인 정의로 볼 수 있다. 
규모면으로 본다면 Segment ->LAN ->MAN ->WAN 정도로 이해하고 있자. 

  오늘날 전 세계의 컴퓨터들은 LAN, WAN 그리고 이들의 조합으로 서로 연결되어 있다. 이들 중에서 가장 널리 알려진 것이 인터넷이므로 대표적인 WAN 네트워크가 WWW(World Wide Web)이다(<=http://www.naver.com은 naver.com이라는 도메인의 웹 서버 www를 사용하는데 http라는 프로토콜로 연결한다. 이 www.naver.com은 // 로컬에 없고 원격에 있다). 이런 무수한 LAN 네트워크들을 연결해서 원하는 작업을 수행하게 하는 구조를 인터네트워킹(Internetworking)이라고 하며 이들을 연결하는데 Cisco사의 라우터나 스위치와 같은 장비(Juniper, HP, NetGear, Huawei, ...)들이 사용된다. 현재는 시스코사의 스위치와 라우터 기술이 세계시장을 선도하고 있고, 시스코사의 매출이 마이크로소프트의 매출보다 넘는 해도 종종 있다. 그리고 HP, NetGear, ..등의 네트워크 장비 벤더들도 활발히 연구개발하고 있다. 

  인트라넷과 익스트라넷
  인트라넷(Intranet)은 조직 내의 리소스를 파일 탐색기를 사용해서 다음 좌측처럼 호스트 대 호스트로 직접 서치하지 않고 다음 우측처럼 인터넷의 웹브라우저로 \\192.168.100.12\data(OR file:///C:/data)식으로 서치해서 작업하는 기법으로써 인터넷에서 사용하는 TCP/IP 프로토콜을 사용한다. 
  익스트라넷(Extranet)은 인트라넷을 확장한 개념으로 해당 조직 내의 멤버뿐만이 아니라 그 조직과 관련된 하청업체나 벤더(vendor), 유관기관, 그리고 고객 등도 그 조직의 리소스를 웹브라우저를 통해서 리소스를 탐색하는 기법이다. 조직 외부에서 웹브라우저로 조직 내부의 리소스를 검색하고 접속해서 작업할 수 있기 때문에 원격 공유, 원격 교육, 수술과 같은 원격 작업이나 재택근무도 이 익스트라넷 덕분으로 볼 수 있다. 

  프로토콜(Protocol)
  프로토콜이란 용어도 자주 나오는데 프로토콜은 시스템 혹은 노드끼리 통신을 하기 위한 규약으로써 두 노드는 프로토콜이 같아야 통신이 가능해진다. 현재 사용되는 프로토콜은 만 여 개가 넘는데 TCP, IP, FTP, DHCP, RIP, OSPF, ... 등이다.  
          
  OSI 모델
  네트워킹(Networking)은 한 노드에서 다른 노드로 데이터(리소스)를 주고받는다는 리소스 공유(sharing resources)라는 기본개념으로부터 발전해 왔다. 초기에는 한 컴퓨터에서 데이터를 플로피디스크(FDD)와 같은 저장매체로 복사한 뒤 그 디스크를 다른 컴퓨터로 가져가서 다시 복사해 넣는 방법을 사용했는데 이를 발품을 팔아야 한다는 뜻으로 스니커즈 넷(Sneakers Net)으로 불렀다. 
  이를 개선하기 위해서 구리선에 전기를 흘려보내는 원리를 이용해서 데이터를 송수신하는 방법이 고안되어서 널리 퍼지게 되었다. 하지만 표준 규격이 없어서 제조사 A가 만든 네트워크 카드에 물려있는 컴퓨터 A는 제조사 B가 만든 네트워크 카드에 물려있는 컴퓨터 B와 데이터를 송수신할 수 없었다. 예를 들어 IBM 라우터가 있다면 오직 IBM 컴퓨터와 장비들끼리만 데이터를 호환할 수 있어서 IBM 라우터에 물려있는 네트워크 장치들은 모두 IBM 브랜드로 구매해야만 하는데 이를 프로프리에터리(proprietary)하다고 한다. 이런 프로프리에터리한 것은 나중에 독점의 우려가 있어서 조직의 운영이나 네트워크 발전에 별로 도움이 되지 않는다. 예를 들어서 조직들은 메인 인터넷 선으로 KT 외에 백업으로 SK/LG U+과 같은 인터넷 선을 가지고 있어서 Non-proprietary 하게 네트워크나 시스템을 구성해야 한다. 웹브라우저만 해도 너무 Google Chrome만 사용할 것이 아니라 Microsoft Edge와 같은 브라우저도 사용해야 Google Chrome 브라우저의 프로프리에터리 한 것을 막을 수 있다.

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  1984년에 IOS(International Organization for Standardization)라는 단체가 이런 문제를 해결하기 위해서 OSI(Open System Interconnect) model을 만들었는데 각 제조사 장치 간 상호 호환성을 위한 지침으로써 많은 제조사들이 이 지침에 따라서 제품을 출시하게 되었다. 이제 조직들은 네트워크를 구축할 때 여러 다양한 제조사의 장치와 프로토콜을 혼용해서 사용해도 리소스 공유에 문제가 없게 되었고, 제조사 간 경쟁으로 인해서 기술개발 향상과 장비의 가격 저하 효과도 이뤄냈다. 
  OSI 모델은 단지 네트워크 시스템의 구성 등을 위한 표준적 모델을 정의한 것이다. 물론 다른 정의의 모델들도 몇 개가 더 있지만 이 OSI 모델을 이해하면 다른 모델들도 이해하기 쉽고, 이 모델이 업계 표준이므로 네트워크 입문의 가장 기본지식으로 여겨지고 있다. OSI 모델은 하지만 사용자를 위한 것이 아니라 네트워크 벤더(Vendor)들을 위한 지침인 것을 기억해야 한다.

  OSI 모델은 계층별로 특성을 가지고 있는 계층적(layer) 모델인데, 네트워크를 통해서 데이터를 송수신할 때 필요한 과정들을 단계(계층)별로 분류해 놓은 것이다. 

https://www.edwith.org/info01/lecture/122821

https://jinjae.tistory.com/44

https://www.zehye.kr/network/2021/10/22/Network_seven_layer/

 

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OSI 7 계층이란?

OSI 7 계층은 네트워크 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 국제 표준화 기구(ISO)에서 정의한 네트워크 표준 모델

아래 그림에서 아래부터 1계층(물리 계층) ~ 7계층(응용 계층)으로 구성되어 있다.

또 그림과 같이 각 계층을 지날 때마다 각 계층에서 Header가 붙게되고 수신측은 역순으로 헤더를 분석하게 된다.

OSI 7계층

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🌱 1계층 - 물리계층(Physical Layer)

• 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하는 물리적인 장비
• 단지 데이터 전기적인 신호(0,1)로 변환해서 주고받는 기능만 할 뿐
• 이 계층에서 사용되는 통신 단위 : 비트(Bit)이며 이것은 1과 0으로 나타내어지는, 즉 전기적으로 On, Off 상태
• 장비 : 통신 케이블, 리피터, 허브 등

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🌱 2계층 - 데이터 링크계층(DataLink Layer)

• 물리계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한통신의 흐름을 관리
• 프레임에 물리적 주소(MAC address)를 부여하고 에러검출, 재전송, 흐름제어를 수행
• 이 계층에서 전송되는 단위 : 프레임(Frame)
• 장비 : 브리지, 스위치, 이더넷 등(여기서 MAC주소를 사용)

-> 브릿지나 스위치를 통해 맥주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달함.

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🌱 3계층 - 네트워크 계층(Network Layer)

• 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달
• 라우터(Router)를 통해 경로를 선택하고 주소를 정하고(IP) 경로(Route)에 따라 패킷을 전달 > IP 헤더 붙음
• 이 계층에서 전송되는 단위 : 패킷(Packet)
• 장비 : 라우터

 

 

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🌱 4계층 - 전송 계층(Transport Layer)

• port 번호, 전송방식(TCP/UDP) 결정 > TCP 헤더 붙음
  • TCP : 신뢰성, 연결지향적
  • UDP : 비신뢰성, 비연결성, 실시간
• 두 지점간의 신뢰성 있는 데이터를 주고 받게 해주는 역할
• 신호를 분산하고 다시 합치는 과정을 통해서 에러와 경로를 제어

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🌱 5계층 - 세션 계층(Session Layer)

• 주 지점간의 프로세스 및 통신하는 호스트 간의 연결 유지
• TCP/IP 세션 체결, 포트번호를 기반으로 통신 세션 구성
• API, Socket

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🌱 6계층 - 표현 계층(Presentation Layer)

• 전송하는 데이터의 표현방식을 결정(ex. 데이터변환, 압축, 암호화 등)
• 파일인코딩, 명령어를 포장, 압축, 암호화
• JPEF, MPEG, GIF, ASCII 등

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🌱 7계층 - 응용 계층(Application Layer)

• 최종 목적지로, 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행(ex. explore, chrome 등)
• HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet 등과 같은 프로토콜이 있다.

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TCP/IP 4계층이란?

OSI 7계층 보다 먼저 나온 규격이나 현재 더 많이 활용 된다.

 

TCP/IP 4계층

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💡 1계층 - 네트워크 액세스 계층(Network Access Layer)

1. OSI 7계층의 물리계층(1)과 데이터 링크 계층(2)에 해당
2. TCP/IP 패킷을 네트워크 매체로 전달하는 것과 네트워크 매체에서 TCP/IP 패킷을 받아들이는 과정을 담당
3. 에러 검출 기능(Detecting errors), 패킷의 프레임화(Fraimg packets)
4. 네트워크 접근 방법, 프레임 포맷, 매체에 대해 독립적으로 동작하도록 설계.
5. 물리적인 주소로 MAC을 사용
6. LAN, 패킷망, 등에 사용됨

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💡 2계층 - 인터넷 계층(Internet Layer)

1. OSI 7계층의 네트워크 계층(3)에 해당
2. 어드레싱(addressing), 패키징(packaging), 라우팅(routing) 기능을 제공
3. 네트워크상 최종 목적지까지 정확하게 연결되도록 연결성을 제공하게 됨.
4. 프로토콜 종류 – IP, ARP, RARP

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💡 3계층 - 전송 계층(Transport Layer)

1. OSI 7계층의 전송 계층(4)에 해당
2. IP와 Port를 이용하여 프로세스와 통신
3. 애플리케이션 계층의 세션과 데이터그램(datagram) 통신서비스 제공
4. 통신 노드 간의 연결을 제어하고, 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당한다.
5. 프로토콜 종류 – TCP, UDP

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💡 4계층 - 응용 계층(Application Layer)

1. OSI 7계층의 세션 계층(5), 표현 계층(6), 응용 계층(7)에 해당한다.
2. 프로그램(브라우저)가 직접 인터액트하는 레이어. 데이터를 처음으로 받는곳
3. 다른 계층의 서비스에 접근할 수 있게 하는 애플리케이션을 제공
4. 애플리케이션들이 데이터를 교환하기 위해 사용하는 프로토콜을 정의
5. HTTP, SMTP등의 프로토콜을 가진다.
6. TCP/UDP 기반의 응용 프로그램을 구현할 때 사용한다.
7. 프로토콜 종류 – FTP, HTTP, SSH

https://lxxyeon.tistory.com/155

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헤더  + 바디 + 테일(CRC + parity bit)

  같은 프로토콜을 사용하는 두 컴퓨터 호스트는 언제 어느 경우라도 해당 프로토콜을 통해서 서로 정확하고 완전히 상호 이해할 수 있어야 한다. 이런 표준 모델 없이 장치나 프로토콜을 사용하는 솔루션 등을 개발한다면 개발이 주먹구구식으로 지루하게 진행 될 것이고 다른 벤더의 장치나 솔루션과 호환되지도 못할 것이다. 그리고 개발 시간도 오래 걸리게 될뿐더러 개발된 제품을 설명하기도 힘들게 된다. 
  하지만 개발 영역을 쪼개서 OSI에 따른 계층별 규약에 맞게 설계하고 테스트해서 특정 계층에 넣어두면 표준 모델에 따른 계층적 설계가 가능하고, 합리적이며, 에러 수정도 쉽고, 계층별로 논리적 설명도 가능해진다. 또 코드를 업데이트하거나 부분 수정을 가할 때에도 전체를 다 손볼 필요 없이 해당 계층만 따로따로 손보면 되기 때문에 시간과 비용 면에서도 유리하다. 또 개발자 A가 개발한 코드를 개발자 B가 보고 이해할 수 있고 더 개선시킬 수도 있다. 물론 이 표준 모델에 따라서 다른 개발자들이 만든 코드와 호환 되는 코드를 개발할 수 있다는 장점도 있다. 
=>예를 들어서 조직 내에서 각 호스트들이 인터넷에는 연결되지만 주변 호스트들과 통신에 문제가 있다면, 인터넷 연결은 가능하기 때문에 OSI 층의 L1, L2에서는 문제가 없고, L3에 해당되는 IP_주소나 작업 그룹 등을 점검하면 된다. 
  또 조직 내에서 각 호스트들과는 연결되는데 인터넷에 연결되지 못한다면, OSI 층의 L1, L2에 문제가 있을 수 있기 때문에 L2 스위치나 L3 라우터에서 연결 등을 점검하는 것이 좋다. 

  DoD 4계층 모델을 기본으로 해서 OSI 7계층 모델을 만들었다.
  OSI 모델은 각 계층에서 ‘무엇을 해야 하는지’만 정의하고 ‘어떻게 (그것을) 구현해야 하는지’에 대해서는 정의하지 않고 있는데 이는 개발자나 제조사가 자신의 판단에 따라 가장 좋은 방법으로 그것을 수행하게 자유를 준 것으로 볼 수 있다. OSI 모델은 7계층으로 나누고 맨 아래층부터 차례로 제1계층, 제2계층, ..제7계층으로 부른다. 이 계층을 알아야 네트워크상의 데이터 흐름을 이해할 수 있다. 
  각 계층은 다른 계층과 분리되어져서 자신만의 기능을 캡슐화(encapsulate) 해서 데이터의 헤더부분에 추가한 다음, 이웃한 층으로 보낸다. 이렇게 순수한 데이터 이외에 추가되는 부가 정보를 오버헤드(overhead)라고 부른다. 
  각층은 바로 위/아래 이웃한 층하고만 통신이 된다.

  호스트 A와 호스트 B가 통신한다면 
호스트 A의 각 계층은 가상링크(virtual link)를 통해서 호스트 B의 같은 층과 연결된다. 그리고 각 층은 바로 위아래 층과 직접 통신할 수 있지만 다른 층과 통신할 수는 없는데, 예를 들어 호스트 A의 전송층은 바로 아래의 네트워크층이나 바로 위의 세션층과 직접 통신할 수 있고 가상링크를 통해서 호스트 B의 전송층과 통신할 수 있다. 
  사용자 A의 데이터는 호스트 A의 제일 위 응용층부터 시작해서 계층을 따라 내려가면서 각층에서 필요한 요소를 캡슐화해서 데이터 헤더에 추가한 뒤, 제일 아래 물리층에서 케이블을 거쳐 호스트 B로 전달된다. 
  호스트 B에서는 제일 아래 물리층으로부터 위로 거슬러 올라가면서 각층에서 캡슐을 하나씩 벗겨서 필요한 작업을 해당 층에서 실행한 뒤 제일 위 응용층으로 가서 호스트 B에게 순수 데이터가 전달되는 메카니즘이다. 

=>실제 예로써 MS Word 어플로 작업하던 사용자 A가 원격 사용자 B에게 Word 문서를 보낸다면 
① 사용자 A는 응용층에 있는 MS Office Word 어플을 호출해서 프로세스를 시작시킨다. 
② 응용층은 사용자의 입력 데이터를 받아서 데이터의 정보가 무엇으로 되어 있는지 등의 정보를 헤더 앞에 붙여서 원격 사용자 B의 응용층에게 알려줄 것이다. 이제  응용층은 헤더가 포함된 데이터를 다음 표현층으로 내려 보낸다. 
③ 표현층은 압축, 암호화 등에 관한 정보를 보고 원격 사용자 B의 응용층의 어느 프로토콜에게 전달해야 하는지에 관한 정보를 헤더에 또 붙여서 다음 세션층으로 내려     보낸다. 
④ 세션층도 원격 사용자 B와 통신하기 위한 동기화된 통신 정보를 헤더에 추가해서  다음 전송층으로 헤더가 포함된 데이터를 내려 보낸다. 
⑤ 전송층에서도 출발지와 목적지 호스트를 식별하고 연결지향적인지 아닌지를 구별    해주는 정보 등을 헤더에 포함시켜서 다음 네트워크층으로 연결지향적인 경우엔     TCP 패킷(packet)으로, 비연결지향적이면 UDP 데이터그램(datagram)으로 내려 보    낸다. 
⑥ 네트워크층에서는 출발지와 목적지의 IP_주소 중 네트워크_주소를 헤더에 포함시켜서 다음 데이터링크층으로 내려보내고 
192.168.100.12/24,  ~ /30
=>네트워크 주소 192.168.100.0
    호스트 주소 0.0.0.12
    (서브)네트마스크 255.255.255.0, 255.255.255.252
    브로드캐스트 192.168.100.255(directive broadcast) cf. 255.255.255.255(broadcast)
⑦ 데이터링크층에서는 어느 전송층 프로토콜로 보내야 하는지 구별하기 위해서 헤더에 SSAP과 DSAP, 그리고 타겟 호스트의 출발지와 목적지 MAC_주소를 헤더에 포함시켜서 다음 물리층으로 내려 보낸다. 
⑧ 물리층에서는 데이터를 비트 단위로 변환해서 물리적 매체로 수신자B에게 전송한다. 
⑨ 이제 수신자 B는 이 비트들을 받아서 앞의 과정 모두를 역으로 진행하는데 층을 올라가면서 각 층마다 헤더를 보고 필요한 작업을 수행한 뒤 벗겨버리면 맨 위로 올라갈 때에는 원래(raw) 데이터만 수신자 B의 응용층의 Word 어플에게 전달해서 사     용자가 볼 수 있게 된다. 

  층별 구분
1) PDU(데이터 명칭)
응용, 표현, 세션 ->data
전송 ->segment 
네트워크 ->packet, datagram
데이터링크 ->frame 
물리 ->bit

2) Protocol
응용 ->http, ftp, dns, smtp, telnet
표현 ->EBCDIC, mpeg, jpeg, midi, tls, smb, nfs 
세션 ->netbios, sap, nwlink, X, ssh
전송 ->tcp, udp, spx, rip, bgp, ssl 
네트워크 ->ip, ipx, appletalk, ipsec, icmp
데이터링크 ->ethernet, mac, tokenring, fddi, atm, hdlc, ppp, isdn, arp
물리 ->fiber-optic, rs-232(serial cable), x.21

3) Device cf. Equipment(Concentrator, Distributer, Multiplexer, ....) <=CO(Central Office: 전화국) 
Application ->L7 Switch <- service, 
Presentation -> - <- multimedia, encrypt, compression
Session -> - <- virtual line, error check, 전이중/반이중방식  
Transport -> L4 Swtich <- *virtual circuit, packet reassemble, error repair
Network ->Router, L3 Switch <- lowest cost route finding, flow control 
DataLink ->Bridge, Switch <- LLC/MAC
Physical ->Hub, Repeater, (Amplifier) <- actual data transit 

 

   장치끼리의 통신에서 
full duplex : 전이중(동시에 서로 데이터를 송수신함) <= 전화기
half duplex : 반이중(디폴트: 동시에 데이터를 송수신하지만 한 순간에는 한 방향으로만 통신 됨) <= 군대 무전기
simplex : 한 방향으로만 통신됨 <= 컴퓨터 주변장치, monitor, keyboard, mouse, ...

 

 

*가상 회선(Virtual Circuit)은 통신망에서 패킷 교환 방식을 사용하는 경우, 패킷을 교환하기 전에 논리적인 경로를 미리 설정하는 기술입니다. 이를 통해 데이터 전송 시 패킷을 송신자와 수신자 사이에 가상의 연결로 보내고, 중간에 경로 변경이 없으므로 안정적인 전송이 가능합니다.
패킷 재조립(Packet Reassembly)은 패킷 교환 방식에서 데이터를 전송할 때, 데이터를 분할하여 전송합니다. 이때 전송된 패킷들을 수신측에서 다시 하나의 데이터로 재조립하는 기술을 말합니다. 이는 분할된 패킷들이 순서대로 도착하지 않거나, 일부 패킷이 손실되었을 때도 데이터 전송을 가능하게 합니다.
오류 복구(Error Repair)는 데이터 전송 중에 발생할 수 있는 오류를 검출하고 복구하는 기술입니다. 오류 검출 기술로는 패리티 검사, 순환 중복 검사(Cyclic Redundancy Check, CRC) 등이 있으며, 오류 복구 기술로는 재전송(Re-transmission), 재전송 요구(Acknowledgment), 오류 정정 기법 등이 있습니다. 이를 통해 안정적인 데이터 전송을 보장할 수 있습니다.

 

 

OSI 7계층 총정리

계층	설명	protocol	Device	PDU(데이터 명칭)
응용(Application) L7	응용 프로그램이 동작하는 계층. 이메일&파일 전송, 웹사이트 조회 등 애플리케이션에 대한 서비스를 제공한다.	http, ftp, dns, smtp, telnet	L7 Switch	Data
표현(Presentation) L6	전송하는 데이터의 표현방식을 결정(ex. 데이터변환, 압축, 암호화 등) 파일인코딩, 명령어를 포장, 압축, 암호화	EBCDIC, mpeg, jpeg, midi, tls, smb, nfs	-  <- multimedia, encrypt, compression	Data
세션(Session) L5	세션 체결, 통신 방식을 결정한다. 통신을 위한 세션을 만들거나 없앤다.	netbios, sap, nwlink, X, ssh	-  <- virtual line, error check, 전이중/반이중방식	Data
전송(Transport) L4	port 번호, 전송방식(TCP/UDP) 결정 > TCP 헤더 붙음 TCP : 신뢰성, 연결지향적 UDP : 비신뢰성, 비연결성, 실시간 두 지점간의 신뢰성 있는 데이터를 주고 받게 해주는 역할 신호를 분산하고 다시 합치는 과정을 통해서 에러와 경로를 제어	tcp, udp, spx, rip, bgp, ssl	L4 Swtich <- *virtual circuit, packet reassemble, error repair	segment
네트워크(Network) L3	다른 네트워크와 통신하기 위한 경로 설정 및 논리 주소를 결정한다. 라우터(Router)를 통해 경로를 선택하고 주소를 정하고(IP) 경로(Route)에 따라 패킷을 전달 > IP 헤더 붙음	ip, ipx, appletalk, ipsec, icmp	Router, L3 Switch  <- lowest cost route finding, flow control	packet
데이터링크(Data Link) L2	네트워크 기기 간의 데이터 전송 및 물리 주소를 결정하고 오류를 제어한다. 프레임에 물리적 주소(MAC address)를 부여하고 에러검출, 재전송, 흐름제어를 수행	ethernet, mac, tokenring, fddi, atm, hdlc, ppp, isdn, arp	Bridge, Switch  <- LLC/MAC	frame
물리(Physical) L1	시스템 간의 물리적인 연결과 전기 신호를 변환 및 제어한다.  주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하는 물리적인 장비	fiber-optic, rs-232(serial cable), x.21	Hub, Repeater, (Amplifier)  <- actual data transit	bit

 

TCP/IP 4계층 총정리

💡 1계층 - 네트워크 액세스 계층(Network Access Layer)

1. OSI 7계층의 물리계층(1)과 데이터 링크 계층(2)에 해당
2. TCP/IP 패킷을 네트워크 매체로 전달하는 것과 네트워크 매체에서 TCP/IP 패킷을 받아들이는 과정을 담당
3. 에러 검출 기능(Detecting errors), 패킷의 프레임화(Fraimg packets)
4. 네트워크 접근 방법, 프레임 포맷, 매체에 대해 독립적으로 동작하도록 설계.
5. 물리적인 주소로 MAC을 사용
6. LAN, 패킷망, 등에 사용됨

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💡 2계층 - 인터넷 계층(Internet Layer)

1. OSI 7계층의 네트워크 계층(3)에 해당
2. 어드레싱(addressing), 패키징(packaging), 라우팅(routing) 기능을 제공
3. 네트워크상 최종 목적지까지 정확하게 연결되도록 연결성을 제공하게 됨.
4. 프로토콜 종류 – IP, ARP, RARP

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💡 3계층 - 전송 계층(Transport Layer)

1. OSI 7계층의 전송 계층(4)에 해당
2. IP와 Port를 이용하여 프로세스와 통신
3. 애플리케이션 계층의 세션과 데이터그램(datagram) 통신서비스 제공
4. 통신 노드 간의 연결을 제어하고, 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당한다.
5. 프로토콜 종류 – TCP, UDP

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💡 4계층 - 응용 계층(Application Layer)

1. OSI 7계층의 세션 계층(5), 표현 계층(6), 응용 계층(7)에 해당한다.
2. 프로그램(브라우저)가 직접 인터액트하는 레이어. 데이터를 처음으로 받는곳
3. 다른 계층의 서비스에 접근할 수 있게 하는 애플리케이션을 제공
4. 애플리케이션들이 데이터를 교환하기 위해 사용하는 프로토콜을 정의
5. HTTP, SMTP등의 프로토콜을 가진다.
6. TCP/UDP 기반의 응용 프로그램을 구현할 때 사용한다.
7. 프로토콜 종류 – FTP, HTTP, SSH

https://lxxyeon.tistory.com/155

 

https://carnival.tistory.com/58

 

https://syujisu.tistory.com/entry/TCP-IP

https://raonctf.com/essential/study/web/layer

TCP/IP 4계층

계층	설명	프로토콜
응용 계층(Application Layer) L4	OSI 계층의 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층 사용자와 가장 가까운 계층 서버나 클라이언트 응용 프로그램이 이 계층에서 동작 TCP/UDP 기반의 응용 프로그램을 구현할 때 사용 응용 계층 프로토콜의 종류(파일전송 FTP, 원격 로그인 Telnet, 전자메일 SMTP, POP3, 지원 서비스 DNS, SNMP, 기타 프로토콜 HTTP, SSH)	FTP, HTTP, SSH	Message
전송 계층(Transport Layer) L3	OSI 계층의 전송 계층 해당 프로세스간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당 통신 노드 간의 연결을 제어 네트워크 양단의 송수신 호스트 사이에서 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당	TCP, UDP	Segment
인터넷 계층(Internet Layer) L2	OSI 계층의 네트워크 계층에 해당 호스트간의 라우팅 담당 상위 트랜스포트 계층으로부터 받은 데이터에 IP패킷 헤더를 붙여 IP패킷을 만들고 이를 전송 어드레싱(addressing), 패키징(packaging), 라우팅(routing) 기능을 제공 통신 노드 간의 IP 패킷을 전송하는 기능과 라우팅 기능을 담당	IP, ARP, RARP	Packet
네트워크 액세스 계층(Network Access Layer) L1	OSI 계층의 물리 계층과 데이터 링크 계층에 해당 노드 투 노드 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당 물리적인 주소로 MAC을 사용 LAN, 패킷망 등에 사용 에러검출 기능(Detecting errors), 패킷의 프레임화(Framing packets)	Ethernet, Token Ring, Frame Relay, ATM	Frame

응용 계층
OSI 계층의 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층
사용자와 가장 가까운 계층
서버나 클라이언트 응용 프로그램이 이 계층에서 동작
TCP/UDP 기반의 응용 프로그램을 구현할 때 사용
응용 계층 프로토콜의 종류(파일전송 FTP, 원격 로그인 Telnet, 전자메일 SMTP, POP3, 지원 서비스 DNS, SNMP, 기타 프로토콜 HTTP, SSH) 

전송 계층
OSI 계층의 전송 계층 해당
프로세스간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당
통신 노드 간의 연결을 제어
네트워크 양단의 송수신 호스트 사이에서 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당


인터넷 계층
OSI 계층의 네트워크 계층에 해당
호스트간의 라우팅 담당
상위 트랜스포트 계층으로부터 받은 데이터에 IP패킷 헤더를 붙여 IP패킷을 만들고 이를 전송
어드레싱(addressing), 패키징(packaging), 라우팅(routing) 기능을 제공
통신 노드 간의 IP 패킷을 전송하는 기능과 라우팅 기능을 담당

네트워크 인터페이스 계층
OSI 계층의 물리 계층과 데이터 링크 계층에 해당
노드 투 노드 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당
물리적인 주소로 MAC을 사용
LAN, 패킷망 등에 사용
에러검출 기능(Detecting errors), 패킷의 프레임화(Framing packets)