[Network] 프로토콜, 네트워크 참조 모델

프로토콜

노드 간에 정보를 올바르게 주고 받기 위한 규칙

• 서로 다른 통신 장치들이 정보를 주고 받기 위해서는 동일한 프로토콜을 사용해야함
• 프로토콜은 저마다 목적과 특징이 있음, 따라서 프로토콜의 패킷마다 헤더 내용도 다름

실제로 TCP와 UDP의 프로토콜 헤더를 비교해보면, TCP는 신뢰성 높은 전송을 목적으로 하기에 헤더가 좀 더 복잡함  

네트워크 참조 모델

네트워크를 통해 정보를 주고 받을때는 정형화된 여러 단계를 거침, 해당 과정은 계층으로 표현됨

• 네트워크 참조 모델: 통신이 일어나는 과정을 계층으로 나눈 구조

 

통신 과정을 계층으로 나누는 이유?

• 네트워크 구성과 설계의 용이성: 계층마다 수행하는 역할이 정해져 있기 때문에, 계층 별로 목적에 맞게 프로토콜 및 네트워크 장비를 구성할 수 있음
• 네트워크 문제 진단과 해결의 용이성: 통신 과정에서 문제가 발생하는 경우 1계층, 2계층, 3계층 순으로 단계적으로 문제 발생 지점을 파악할 수 있어 문제 해결이 편리함

 

OSI 모델

국제 표준화 기구에서 만든 네트워크 참조 모델로 통신 과정을 7개의 계층으로 나눔

• 물리계층(physical layer): OSI의 최하단의 계층, 1과 0으로 표현되는 비트 신호를 주고 받음
  • 비트 신호는 통신 매체에 따라 전기, 빛, 전파 등의 신호로 송수신됨
• 데이터 링크 계층(data link layer): 네트워크 내 주변 장치 간의 정보를 주고 받는 계층
  • 물리 계층을 통해 주고 받는 정보에 오류가 없는지 확인
  • MAC 주소 체계를 통해 네트워크 내 송수신지 특정
  • 전송 과정에서 발생하는 충돌 문제를 해결
• 네트워크 계층(network layer): 메시지를 수신지까지 전달하는 계층
  • 네트워크 간의 통신이 이루어짐 (인터넷을 가능하게 하는 계층이기도 함)
  • IP 주소 체계를 통해 통신하고자 하는 수신지 호스트와 네트워크를 식별하고, 수신지까지 도달하기 위한 최적의 경로 설정
• 전송 계층(transport layer): 신뢰성과 안정성 있는 전송을 해야 할 때 필요한 계층
  • 패킷의 흐름을 제어하거나 전송 오류를 점검
  • 포트라는 정보를 통해 실행 중인 응용 프로그램의 식별이 이루어지기도 함
• 세션 계층(session layer): 세션을 관리하기 위한 계층
  • 세션(session): 통신을 주고 받는 응용 프로그램 간 연결 상태
  • 세션을 생성, 유지, 종료하는 역할
• 표현 계층(presentation layer): 사람이 이해할 수 있는 언어인 문자를 컴퓨터가 이해할 수 있는 코드로 변환하는 계층
  • 데이터 변환, 압축, 암호화 같은 작업
• 응용 계층(application layer): 사용자 및 응용 프로그램과 가장 맞닿아 있는 계층
  • 응용 프로그램에 다양한 네트워크 서비스 제공

 

TCP/IP 모델

이론보다는 구현에 중점을 둔 네트워크 참조 모델, TCP/IP 4계층이라고 부름

• TCP/IP 모델에 물리 계층을 추가해 5계층으로 확장하여 기술하기도 함

• 네트워크 엑세스 계층(network access layer): OSI 모델의 데이터 링크 계층과 유사
  • OSI 모델의 물리 계층보다는 데이터 링크 계층에 더 가까움
• 인터넷 계층(internet layer): OSI 모델에서의 네트워크 계층과 유사
• 전송 계층(transport layer): OSI 모델에서의 전송계층과 유사
• 응용 계층(application layer): OSI 모델의 세션계층, 표현계층, 응용계층을 합친 것과 유사

 

네트워크 참조 모델에 대한 이해

네트워크 참조 모델은 네트워크 통신을 위한 표준화된 가이드라인일 뿐, 반드시 지켜야 하는 규칙은 아님

• 실제 구현에서는 다양한 네트워크 장비와 프로토콜에 따라 계층의 경계가 모호해지거나, 여러 계층이 하나로 통합되기도 함
• 따라서 네트워크 참조 모델은 엄격한 규정이 아니라, 네트워크의 구조와 역할을 이해하는 기본적인 틀로 받아들이는 것이 적합

 

 

 

참고:

혼자 공부하는 네트워크 - 예스24

 

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https://3uomlkh.tistory.com/153

https://brunch.co.kr/@erid3232/1

https://velog.io/@ssulv3030/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-TCPIP-4%EA%B3%84%EC%B8%B5