[네트워크] 네트워크 계층별 프로토콜

컴퓨터 네트워크 강의 수강 후 추가적인 개념 정리가 필요할 것 같아서 정리하였다.

 

프로토콜 (Protocol)

컴퓨터 또는 전자기기 간의 원활한 통신을 위해 지키기로 약속한 규칙
컴퓨터 내부에서, 또는 컴퓨터 사이에서 데이터의 교환 방식을 정의하는 규칙 체계

 

 

OSI 7 (Open Systems Interconnection) 계층별 주요 프로토콜

계층을 나눈 이유?  
통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악할 수 있으므로, 문제 발생 시 현상에 따라 원인을 파악하기 쉽다.

 

●  하위 계층으로 갈수록 헤더가 붙어 캡슐화가 진행되며, 상위 계층으로 갈수록 헤더를 제거하여 역캡슐화가 진행된다.

●  헤더에는 해당 계층의 기능과 관련된 제어 정보가 포함되어 있다.

 

 

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7. 응용 계층 (Application)

우리가 사용하는 애플리케이션, 즉 소프트웨어 응용 프로그램과 직접 상호작용하여 필요에 따라 통신 기능을 제공하는 계층 

프로토콜

• HTTP (HyperText Transfer Protocol, 하이퍼텍스트 전송 프로토콜)
• FTP (File Transfer Protocol, 파일 전송 프로토콜)
• DNS (Domain Name System, 도메인 이름 시스템)
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, 단순 전자우편 전송 프로토콜)
• Telnet: 인터넷이나 로컬 영역 네트워크 연결에 쓰이는 네트워크 프로토콜

프로토콜 데이터 단위 : 데이터 (Data)

 

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4. 전송 계층 (Transport)

통신을 활성화하고, 컴퓨터 간 신뢰성 있는 데이터를 주고받을 수 있도록 서비스를 제공하는 계층

 

• 송신자와 수신자 간의 논리적 연결을 수행한다.
• 보통 TCP 프로토콜을 이용하며, 포트를 열어서 응용 프로그램들이 전송을 할 수 있게 한다.
• 사용자들이 신뢰성있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해주어, 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해준다.
• 단말 간 전달 데이터의 오류를 제어한다. (시퀀스 넘버 기반)
  • 네트워크 계층에서 패킷이 유실되거나 순서가 바뀌는 경우, 바로잡아주는 역할을 담당한다.

 

프로토콜

• TCP (Transmission Control Protocol)
• UDP (User Datagram Protocol)

프로토콜 데이터 단위 : 세그먼트 (Segment)

 

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3. 네트워크 계층 (Network)

데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 라우팅 역할을 하는 계층

 

• 수신자의 IP 주소를 기반으로 최적의 경로를 선택하고 주소를 정하고, 경로에 따라 패킷을 전달한다.

     (패킷: 네트워크를 통해 전송되는 형식화된 데이터 조각)

• 경로 결정은 라우터의 알고리즘에 의해 결정된다.

 

프로토콜

• IP (Internet Protocol, 인터넷 프로토콜)
• ICMP (Internet Control Message Protocol, 인터넷 제어 메세지 프로토콜)
  : TCP/IP의 IP 계층에서 추가적으로 필요한 기능들을 수행하기위한 프로토콜
  (IP 패킷을 처리할 때 발생되는 문제를 알리거나, 그와같은 문제의 진단 등..)
• ARP (Address Resolution Protocol, 주소 결정 프로토콜)
  : 네트워크 상에서 IP 주소를 물리적 네트워크 주소로 대응(bind)시키기 위해 사용되는 프로토콜
• 라우팅 프로토콜 : 패킷이 목적지까지 가는 방법을 결정해주는 프로토콜

프로토콜 데이터 단위 : 패킷 (Packet)

 

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2. 데이터 링크 계층 (Data-link)

물리 계층을 통해 송수신되는 정보를 관리하여 안전하게 전달되도록 도와주는 계층

• 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 탐지하고, 오류를 감지하면 재전송한다.
• 맥 주소(Mac Address)를 가지고 통신한다.
  *MAC Address : 16진수의 6개의 조합으로 이루어진 물리적 주소
• 대표적인 장비로 브리지(Bridge), 스위치(Switch)가 있다.

 

프로토콜

• Ethernet (이더넷)
  : 네트워크에 연결된 각 기기들이 고유의 MAC 주소를 가지고 상호 간에 데이터를 주고 받을 수 있도록 정한 규칙

프로토콜 데이터 단위 : 프레임 (Frame)

 

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1. 물리 계층 (physical)

OSI 계층을 타고 전달된 데이터를 전기 신호 (Bit)로 변환하여 물리적인 연결(통신 케이블)을 통해 데이터를 전송하는 계층

 

• 데이터를 0과 1의 비트열, 즉 On/Off의 전기적인 신호로 변환하여 주고받는 기능만 수행하며, 알고리즘, 오류 제어 등의 기능이 없다.
• 대표적인 장비로 케이블(LAN), 허브(Hub), 리피터(Repeater)가 있다.

 

프로토콜 데이터 단위 : 비트 (Bit) - 0, 1

 

 

 

 

 

 

참고

https://velog.io/@wlwl99/OSI-7%EA%B3%84%EC%B8%B5#7-%EC%9D%91%EC%9A%A9-%EA%B3%84%EC%B8%B5-application

OSI 7계층 (OSI 7 layer)