프로토콜
- 데이터 통신에 있어서 신뢰성 있고 효율적이고 안전하게 정보를 주고받기 위해 정보의 송 / 수신자 측 또는 N/W내에서 사전에 약속된 규약
- 송 / 수신자간 연결, 통신회선 접속, 오류제어, 동기화 등에 이용되고 있음
- 프로토콜은 무엇을, 어떻게, 언제 통신할 것인지 규정함
- 프로토콜 주요 구성 요소
1. 구문(무엇을) : 데이터 구조나 형식을 의미, 데이터가 표현되는 순서
2. 의미(어떻게) : 비트의 영역별 의미, 어떤 동작을 할 것인가 결정
3. 타이밍(언제) : 데이터를 언제 얼마나 빠른 속도로 전송할 것인가 결정
OSI 모델
- N/W 통신을 체계적으로 다루고 있는 ISO 표준에서 1970년대 OSI 모델을 처음 소개함
- OSI 7계층 모델과 TCP/IP 4(5)계층 모델
그림을 보면 OSI 7 계층과 TCP/IP 프로토콜이 비슷한 것을 볼 수 있는데 TCP / IP 프로토콜이 OSI 7계층보다 먼저 개발되었음
OSI 7계층 구조 설명
1. 물리 계층(Physical Layer)
- 물리 매체상으로 데이터를 전송하는 역할
- 전송을 위해 필요한 물리적 링크의 설정, 유지, 해제를 담당
- 1계층 장비 : hub, repeater
2. 데이터링크 계층
- 물리계층에 있는 전송설비를 신뢰할 수 있는 링크로 변환 -> N/W 계층에 오류 없는 물리계층으로 보이게 함
- 동기화 및 식별, 오류제어, 흐름제어 기능 수행
- 논리적 연결을 담당하는 LLC(DLC)와 물리적인 접속을 담당하는(MAC)의 두 계층으로 나눠진다.
- 데이터링크의 데이터 = frame
- 데이터 링크는 두 시스템간 패킷이 전달을 책임을 지지만 최종 목적지 까지 전송은 책임지지 않음
-> N/W 계층에서 보장해줌
- 2계층 장비 : Switch
3. 네트워크 계층
- 송신자에서 수신자측까지 데이터를 안전하게 전달하기 위해 논리적 링크 설정
- 헤더에 발신자 논리주소, 목적지 논리주소 등을 넣어 데이터링크 계층으로 전달
- 상위 계층 데이터를 작은 크기의 패킷 분할하여 전송(단편화)
- 통신경로 설정, 라우팅 등 수행
- N/W 계층 프로토콜 = IP, ICMP, IGMP, RIP, BGP 등
- N/W 계층 데이터 = 패킷
4. 전송계층
- 전송계층을 기준으로 하위계층(N/W 서비스)와 상위계층(사용자 서비스)을 구분함
- 흐름제어, 데이터 전송을 보장, QOS
- 두 사용자 사이의 종단간 제어를 담당
※ 종단간 연결(End - to -End) : 송신 컴퓨터 프로세스에서 최종 수신 컴퓨터 프로세스로 전달
- 전송계층 프로토콜 = TCP, UDP, SCTP 등
- 전송계층 데이터 = 세그먼트
5. 세션계층
- 통신 시스템간 상호대화 설정, 유지, 동기화를 한다.
- 세션을 통해 연결 확립, 유지, 동기화를 한다.
- 효율적인 세션관리를 위해 데이터를 짧게 나눠 전송계층으로 보냄
- 세션계층 데이터 : 메시지
6. 표현계층
- 송ㆍ수신자가 공통으로 이해할 수 있도록 정보의 데이터 표현방식을 바꿔줌
- 표현계층에서 동작하는 프로토콜은 존재하지 않음
- 응용계층으로부터 받은 데이터의 보안, 효율적인 전송을 위해 암호화, 압축 시행
- 데이터 암호방식, 압축방식은 헤더 정보에 추가함
7. 응용계층
- 최상위 계층
- 사용자가 N/W 접속하는 것을 가능하게 함(N/W 관리)
- UI(User Interface) 제공
- 표현계층 데이터 : 메시지
캡슐화와 역캡슐화
캡슐화
- OSI 계층모델에서 송신자는 데이터를 전송할 때 데이터가 각 계층을 지나면서 하위계층은 상위계층으로 온 정보에 자신 계층에 특성이 담긴 제어정보를 헤더화 시켜 붙이는 과정
- 헤더에 각 계층의 주소가 담겨있어 수신자는 헤더를 보고 확인
역캡슐화
- 송신자로부터 받은 데이터가 하위계층에서 상위계층으로 올라가면서 헤더를 제거하면서 응용계층으로 도달
- 역캡슐화는 캡슐화에서 붙은 헤더를 제거하면서 다음 계층으로 올라감
주소지정
- TCP/IP 프로토콜을 이용한 인터넷은 3개의 다른 계층의 주소가 사용됨(물리주소, 논리주소, 포트주소)
1. 물리주소
- 흔히 MAC 주소라고함
- 네트워크에 부여된 고유주소
- 48비트로 구성(24비트 = 제조업체 식별번호(OUI) + 24비트의 고유 랜카드 번호)
2. 논리주소
- 흔히 IP주소라고함
- 물리적 네트워크와 독립적으로 전 세계적인 통신 서비스를 위해 필요
- 인터넷에 연결된 호스트를 유일하게 식별할 수 있는 32비트 주소
- 인터넷상 두 호스트는 동일한 IP주소를 사용할 수 없다.
- 물리주소(MAC주소)는 홉에서 홉으로 갈 때마다 변경되지만 논리주소(IP주소)는 발신지에서 목적지까지 같은 상태로 남아있음
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