OSI 7계층

OSI 모델

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서로 다른 두 가지 시스템이 하위 구조에 상관없이 통신을 할 수 있도록 만든 국제 표준 모델

호스트 간 연결 방식을 표준화했다.

7계층

• 각 계층은 서로 간에 독립적이다.

• 어느 한 계층의 변경이 다른 계층에 영향을 미치지 않는다.

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1. 물리계층

• 전송매체로 비트를 전송하는 기능

전송 방식

1. Simplex
   • 한 방향으로만 전송이 가능한 통신 형태
   • 단방향 통신, 수신측은 송신측에 응답 불가

2. Half Duplex
   • 반이중 전송방식
   • 통신하는 두 단말이 양방향으로 통신이 가능하나 동시에 전송은 불가능

3. Full Duplex
   • 전이중 전송방

전송매체

• 대역폭
  • 전송매체를 지나는 신호의 최대 주파수와 최저 주파수의 차이
  • 대역폭이 높을수록 단위 시간 당 더 많은 데이터 전송 가능

• 꼬임선
  • 두 가닥의 구리선을 나선으로 꼬아서 만든 전송매체

• 동축케이블

• 광섬유

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2. 데이터링크 계층

• 비트들을 프레임(frame)이라는 논리적인 단위로 구성

• 데이터에 인접하는 노드의 주소(MAC Address)가 더해짐

• 물리 계층의 전송과정에서 발생할 수 있는 오류를 검출, 복구(오류 제어)기능

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3. 네트워크 계층 IP

• 데이터의 발신지와 목적지 간의 패킷이 전송되는 경로를 책임

• 논리 주소인 IP주소를 헤더에 포함하여 전송

Forwarding & Routing

1. Forwarding
   • 패킷을 Router의 입력으로부터 적절한 출력으로 내보냄

2. Routing
   • 패킷의 출발지 ⇒ 목적지 경로를 지정

데이터 평면 & 제어 평면

1. 데이터 평면
   • input 포트의 데이터그램을 어떻게 output 포트로 내보낼 지 결정
   • Forwarding과 관련

2. 제어 평면
   • 전통적인 routing 알고리즘
   • SDN(Software Defined Networking)

IPv4 주소체계

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4바이트의 주소 사용 가능

• 서브넷
  • 동일한 부분 IP주소를 갖는 디바이스 인터페이스

• 서브넷 마스크
  • 서브넷을 구분하는 마스크

클래스	주소		서브넷	호스트
A	0	1~126	1 바이트	3 바이트
B	10	128~191	2 바이트	2 바이트
C	110	192~223	3 바이트	1 바이트

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4. 전송 계층 TCP, UDP

• 메시지가 발신지에서 목적지까지 실제 전송되는 것을 책임

• 프로세스 사이의 안전한 데이터 전송을 지원

전송 계층에서의 MUX, DMUX

• 송신측 다중화
  • 응용 계층의 다수 소켓으로부터 데이터를 받아 추후 역다중화에 대비하여 트랜스포트 헤더 추가

• 수신측 역다중화
  • 네트워크 계층에서 헤더 정보를 기반으로 수신된 세그먼트를 적합한 소켓으로 전

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5. 세션 계층 SSH, TLS

• 전송하는 두 종단 프로세스간의 접속을 설저앟고, 유지하고 종료시켜주는 역할

• 세션을 연결, 관리, 동기화

• SSH
  • 네트워크상의 다른 컴퓨터에 로그인하거나 원격 시스템에서 명령을 실행하고 다른 시슽메으로 파일을 복사할 수 있도록 해주는 프로토콜

• TLS
  • 컴퓨터 네트워크에서 통신 보안 제공을 위해 설계된 암호 규약

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6. 표현 계층: jpg, MPEG

• 전송하려는 정보의 표현 방식을 관리하고 암호화하거나 데이터를 압축하는 역할

• 전송하려는 메시지를 수신자가 이해할 수 있도록 정의된 형식으로 변환

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7. 응용 계층: HTTP, FTP, SMTP, DHCP

• 7개의 계층 중 가장 상위 계층

• 네트워크 가상터미널이나 파일의 전송, 우편서비스, 디렉토리 서비스 등을 응용계층에서 책임

• 종단 간 연결이 없다.

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TCP/IP 4계층

응용 계층

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사용자가 Application과 소통할 수 있게 해주는 계층

전송 계층

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통신 노드 간 연결 제어 및 자료 송수신을 담당

인터넷 계층

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네트워크상 최종 목적지까지 정확하게 연결되도록 연결성을 제공

네트워크 인터페이스 계층

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물리적으로 데이터가 네트워크를 통해 어떻게 전송되는지를 정의

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네트워크의 위상

• 버스형

• 스타형

• 링형

• 트리형

• 메시형

버스형

• 구조가 간단

• 케이블에 소요되는 비용이 적음

• 트래픽이 많아지면 충돌이 잦아지게 됨 → 네트워크 성능 저하

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스타형

• 다른 노드들이 허브에 점대점 링크에 의해 연결

• 통신망의 처리 능력과 신뢰성은 이 허브에 의해 좌우

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링형

• 하나의 노드에서 전송한 데이터는 원을 따라 한 방향으로 전송

• 노드 수가 증가해도 네트워크의 성능에는 큰 영향이 없음

• 장애 발생 호스트를 쉽게 찾을 수 있

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트리형

• 트리의 최상위 노드는 허브가 위치하고 하위의 다른 노드들을 제어

• 네트워크 확장이 용이

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메시형

• 망의 효율이 좋음

• 통신 회선 비용이 많이 듦듦

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네트워크 장비

NIC(Network Interface Card)

• 디지털 신호를 직접 전송

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허브

• 여러 곳으로 들어온 데이터를 그대로 다른 여러 곳으로 데이터를 보내는 역할

• 종류
  1. 더미허브
     • 단순히 들어온 데이터를 네트워크에 있는 다른 컴퓨터로 전달
  2. 스위칭 허브
     • 목적지 주소로 스위칭하는 기능을 가짐

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리피터

• 전송 도중 약해진 신호를 다시 생성하여 전송

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브리지

• 네트워크에 흐르는 프레임의 주소를 보고 같은 LAN에 포함되어 있는 주소의 프레임은 받아들임, 다른 LAN은 다른 LAN으로 보냄

• 네트워크 트래픽을 줄여줌

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라우터

• 라우터는 패킷의 논리주소(IP주소)에 따라 패킷을 라우팅

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게이트웨이

• 프로토콜 변환기의 역할
  • 서로 다른 프로토콜의 두 개의 네트워크를 서로 연결

• 게이트웨이 역할을 수행하는 장치 중 하나가 라우터

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