네트워크_4.네트워크 계층모델

TCP/IP 모델

IP (인터넷 프로토콜)
지정한 IP 주소에 데이터의 조각들을 패킷(Packet)이라는 통신 단위로 최대한 빨리 목적지로 보내는 역할.
조각들의 순서가 뒤바뀌거나 일부가 누락되더라도 크게 상관하지 않고 보내는데 집중을 한다.
그래서 IP 프로토콜은 패킷의 순서 보장도 할 수 없고 패킷이 중간에 유실 되어도 이에 대한 방안이 없다.

TCP (전송 제어 프로토콜)
패킷 데이터의 전달을 보증하고 보낸 순서대로 받게 해준다.
도착한 조각을 점검하여 줄을 세우고 망가졌거나 빠진 조각을 다시 요청하는 식으로 순서를 보증.
TCP는 데이터를 상대방에게 확실하게 보내기 위해서 3 way 핸드쉐이킹이라는 방법을 사용하고 있다. 이 방법은 패킷을 보내고 잘 보내졌는지 여부를 상대에게 확인하러 간다.
여기에서 고유의 'SYN'와 'ACK'라는 TCP 플래그를 사용한다. (일종의 확인 마크 정도로 이해하면 된다.)

• TCP/IP 4 Layer

4계층	응용 계층( Application Layer)
3계층	전송 계층(Transport Layer)
2계층	네트워크 계층(Internet Layer)
1계층	네트워크 인터페이스(Network Accerss Layer)

1. Network Accerss Layer (OSI 7계층에서 물리+데이터링크 1,2계층)

• 이 계층은 Node-To-Node간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당하는 계층이다.
• 알맞은 하드웨어로 데이터가 전달되도록 MAC주소를 핸들링 하는 것 뿐 아니라, 데이터 패킷을 전기신호로 변환하여 선로를 통하여 전달할 수 있게 준비 해준다.

2. Internet Layer (OSI 7계층에서 네트워크 3계층)

• IP를 담당하는 계층
• IP를 사용하여 데이터의 원천지(origin)와 목적지(destination)에 관한 정보를 첨부한다.
• IP는 복잡한 네트워크 망을 통하여 가장 효율적은 방법으로 패킷 전달 여부를 보증하지 않고, 데이터의 작은 조각들을 되도록 빨리 보내는 일을 한다.

IP	비연결의 서비스를 제공하며, 발신지와 목적지까지의 라우팅 경로를 결정
ICMP	IP제어와 메시지 기능을 담당
ARP	IP주소를 이용해 상대방의 MAC주소를 알아오는 프로토콜 (브로드캐스트 요청, 유니캐스트 응답)
RARP	MAC주소에 해당하는 IP주소를 알아오는 프로토콜 (브로드캐스트 요청, 유니캐스트 응답)

3. Transport Layer (OSI 7계층에서 전송 4계층)

• TCP / UDP를 담당하는 계층
• TCP는 IP 위에서 동작하는 프로토콜로, 데이터의 전달을 보증하고 보낸 순서대로 받게 해준다.
• 즉, 순서가 맞지 않거나 중간에 빠진 부분을 점검하여 다시 요청하는 일을 담당.

TCP (Transmission Control Protocol)	연결 지향적 (Connection Oriented) 신뢰적, 흐름제어, 에러지어 (순서번호, ACK번호 사용)ACK 받지 못한 모든 데이터는 재전송. 장점은 보장된 세그먼트로 전달하기에 신뢰성이 있다. 단점은 연결을 위한 초기 설정 시간이 걸린다.
UDP (User Datagram Protocol)	비연결 지향적 (Connectionless Oriented) 비신뢰적, 데이터를 보낸 후에 잘 도착했는지 검사하는 기능이 없다. 장점은 빠르며, 연결을 맺지 않으므로 제어 프레임 전송을 할 필요가 없기에 네트워크 부하를 줄일 수 있다. 신뢰성보다는 고속성을 요구하는 멀티미디어 응용 등에 일부 사용되고 있다.

4. Application Layer (OSI 7 계층에서 세션+표현+응용 5, 6, 7 계층)

• HTTP / FTP를 담당하는 계층
• 서버나 클라이언트 응용 프로그램이 이 계층에서 동작한다.
• 우리가 알고 있는 브라우저 서비스가 이 계층에 동작

DNS (Domain Name System)	인터넷에서 사용하는 이름을 해당 IP 주소로 변화해주는 서비스
SNMP (Simple Network Management Protocol)	네트워크 장비를 모니터링하고 제어하는 프로토콜
FTP (File Transfer Protocol)	TCP환경에서 파일 전송 프로토콜
TFTP (Trival File Transfer Protocol)	UDP환경에서 파일 전송 프로토콜
HTTP (Hypertext Transfer Protocol)	웹상에서 정보를 주고받을 수 있는 프로토콜

OSI 7계층

7계층 응용 HTTP, SMTP, LMAP, POP, SMNP, FTP, TELNET, SSH 편지지

6계층 표현	SMB, AFP, XDR	우체국
5계층 세션	NeTBIOS	우체국 창구
4계층 전송	TCP, UDP, SPX	특송인지 일반 우편인지, L4SW 장비를 주로 사용
3계층 네트워크	IP, ICMP, IPv4, IGMP, X.25, CLNP, ARP, RARP, BGP, OSPE, RIP, IPX, DDP	주고받는 주소, router 장비를 주로 사용
2계층 데이터 링크	이더넷, 토크린, PPP, HDLC, 프레임 릴레이, ISDN, ATM, 무선렌, FDDI	운송 방법, switch 장비를 주로 사용
1계층 물리	전선, 전파, 광섬유, 동축케이블, 도파관, PSTN, 리피터, DSU, CSU,모뎀	각 방법으로 운송

• OSI 7계층을 나눈 이유는?

데이터 흐름을 한눈에 알아보기 쉽고 7단계 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비 및 소프트웨어를 건드리지 않고도 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있기 때문이다. (트러블 슈팅)

1계층. 물리 계층(Physical layer)

• 전기적 신호가 나가는 물리적인 장비
• 이 계층에서는 단지 데이터를 전달할 뿐, 전송하려는(또는 받으려는) 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지 등에 대해서는 신경 쓰지 않는다. (단지 데이터를 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능)

전송단위 : 비트(Bit)

장비 : 리피터, 허브

2계층. 데이터 링크 계층(Data link layer)

• 물리 계층을 통해 송수신 되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 ****도와주는 역할. 따라서 통신에서의 오류도 찾아주고 재전송도 하는 기능을 가지고 있다.
• 이 계층에서는 MAC주소를 가지고 통신하게 된다.
• 데이터 링크 계층은 포인트 투 포인트(Point to Point)간 신뢰성 있는 전송을 보장하기 위한 계층으로 CRC(순환중복검사:데이터를 전송할 때 오류가 있는지 확인하는 방식)기반의 오류 제어와 흐름 제어가 필요하다.

흐름 제어 송신 측과 수신 측의 속도 차이를 조정

오류 제어	오류 검출과 회복
순서 제어	프레임의 순서적 전송
프레임 동기화	프레임의 시작과 끝을 구별하기 위한 동기화

전송단위 : 프레임(Frame)

장비 : 브릿지, 스위치, 이더넷

3계층. 네트워크 계층(Network layer)

경로(Route)와 주소(IP)를 정하고 패킷을 전달해주는 것이 이 계층의 역할이다.

즉, 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 데이터를 보내는 기능을 말한다. 따라서 최적의 경로를 설정해야 한다.

라우팅(네트워크에서 최적의 경로를 선택하는 프로세스) 기능을 맡고 있는 계층이 네트워크 계층이다.

전송단위 : 패킷(Packet/Datagram)

장비 : 라우터, L3 switch

4계층. 전송 계층(Transport layer)

• 양 끝단의 사용자들 간의 신뢰성 있는 데이터를 주고 받게 해주는 역할을 한다.
• 송신자와 수신자 간의 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송하기 위하여 오류 검출 및 복구, 흐름 제어와 중복 검사 등을 수행한다.
• 데이터 전송을 위해서 Port 번호가 사용이 된다. 대표적인 프로토콜로는 TCP와 UDP.

전송단위 : 세그먼트(Segment)

5계층. 세션 계층(Session layer)

• 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 정의한다.
• 이 계층은 TCP/IP 세션을 만들고 없애는 역할을 하고 있다.
• 프로그램 간 논리적인 연결

6계층. 표현 계층(Presentation layer)

• 전송하는 데이터의 표현 방식을 결정한다. (예: 데이터 변환, 압축, 암호화, 포맷 등)
• GIF, JPEG, ASCII 등
• 표현 계층은 3가지 기능을 가지고 있다.
• 송신자에서 온 데이터를 해석하기 위한 응용 계층 데이터 부호화, 변화
  1. 수신자에서 데이터의 압축을 풀 수 있는 방식으로 된 데이터 압축
  2. 데이터의 암호화와 복호화 (부호화된 데이터를 인간이 알기 쉬운 모양으로 하기 위하여 또는 다음 단계의 처리를 위하여 번역함.)
  3. 인코딩이나 암호화 등의 동작이 표현 계층에서 이루어진다.

7계층. 응용 계층(Application layer)

• 사용자와 가장 가까운 계층이다.
• 네트워크를 이용하는 소프트웨어 그 자체, 사용자 인터페이스 담당
• 대표적으로 우리가 잘 알고 있는  HTTP, FTP 등의 프로토콜이 응용 계층에 속한다.

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