[데이터 통신] 2장 네트워크 개념

1. 프로토콜의 이해

계층 구조

상위 계층이 하위 계층에 특정 서비스를 요청하는 방식으로 동작

요청을 받은 하위 계층은 해당 서비스를 실행하여 그 결과를 상위 계층에 돌려줌

 

프로토콜 설계 시 고려 사항

1. 네트워크 호스트의 주소 표현 방법

2. 데이터 전송 과정의 오류 제어

3. 통신 양단 사이의 전송 속도를 제어하는 흐름 제어

 

주소 표현

시스템을 구분하여 지칭하기 위해서 이름을 부여하는 것을 주소 체계

보통 호스트마다 주소를 하나씩 부여하지만, 다수의 호스트를 묶어 하나의 그룹 주소로 표기하기도 함

일대일(1:1) 통신, 일대다(1:n) 통신

 

일대다 통신의 대표적인 유형

브로드캐스팅: 네트워크에 연결된 모든 호스트에 데이터를 전송

멀티캐스팅: 특정 사용자를 그룹으로 묶어서 지칭

 

오류 제어

데이터 송수신 과정에서 오류 발생 가능

송신 호스트에서 보낸 데이터가 수신 호스트에 도착했을 때 발생할 수 있는 현상 세가지

- 데이터가 오류 없이 도착하는 정상적인 경우

- 데이터가 수신 호스트에 도착하지 못하는 데이터 분실 오류

- 데이터의 내용이 변경되어 도착하는 데이터 변형 오류

 

흐름 제어

송수신 호스트 사이의 데이터 전송/처리 속도 차이 때문에 발생

문제 해결하려면 송신 호스트의 전송 속도를 조절하는 흐름 제어 기능 필요

 

서비스 프리미티브 

전송 계층에서의 프로토콜

프로토콜은 계층 구조로 이루어져 있고, 하위 계층이 상위 계층에 서비스를 제공하는 방식 

 

TCP: 안정적이고 시작과 끝이 깔끔하다

UDP: 속도가 빠르다 아님말고, 다시 보내기

SYN 패킷: 클라이언트가 서버에게 통신을 시작하고자 하는 신호

ACK 패킷: 데이터의 전송 여부와 성공 여부를 확인. 일련번호가 일치해야 성공

FIN 패킷: 연결을 종료하고자 하는 호스트가 상대방에게 보내는 신호

핸드쉐이킹: 데이터를 전송하기 전에 송신측과 수신측 간에 서로 상태를 확인하고 연결을 설정하기 위한 과정

 

2. OSI 7계층 모델

연결된 두 호스트가 각각 7개 계층으로 구성된 모듈을 수행함으로써 데이터 송수신 가능

송신 호스트에서 데이터를 전달할 때는 동료 프로세스에 직접 전달하는 것이 아니라

하위 계층을 통하여 간접적으로 서비스를 요청함

이 요청은 최하위에 있는 물리 계층까지 반복

 

계층별 기능

1. 물리 계층(1계층)

전송 매체의 물리적 인터페이스에 관한 사항을 기술

2. 데이터 링크 계층(2계층)

갈림길에서 전송 경로를 선택할 수 없으므로 두 호스트가 일대일로 직접 연결된 환경에서만 데이터 전송을 지원

전송되는 데이터를 프레임이라 부름.  프레임 헤더에 표시되는 송수신 호스트 정보에는 LAN 카드에 내장된 송수신 호스트의 MAC 주소가 기록됨

3. 네트워크 계층(3계층)

송신 호스트가 전송한 데이터가 어떤 경로를 통해 수신 호스트에 전달되는지를 결정하는 라우팅 문제를 처리

전송되는 데이터를 패킷이라 부름

4. 전송 계층(4계층)

송신 프로세스와 수신 프로세스를 직접 연결하는 단대단 통신 기능 제공

TCP, UDP, and to and 통신

5. 세션 계층(5계층)

전송 계층과 거의 유사함

6. 표현 계층(6계층)

계층 5까지는 주로 데이터의 전송에 관한 내용을 다루지만, 표현 계층은 데이터의 의미와 표현 방법을 처리

7. 응용 계층(7계층)

다양하게 존재하는 응용 환경에서 필요한 기능을 다룸

 

3. 인터넷 모델

인터넷은 데이터의 중개 기능을 담당하는 네트워크 계층으로 IP 프로토콜을 사용하는 네트워크

따라서, 인터넷에 연결하고자 하는 호스트는 반드시 IP 프로토콜을 지원해야 함

전송 계층은 TCP나 UDP를 사용해야 한다.

 

- 쉬운 예시

유심번호 MAC 실제 주소

핸드폰 번호 IP Adress 논리적 주소

프로토콜 ARP

기계번호 LAN

 

- 주소 문제를 해결하기 위한 ARP/RARP 프로토콜

ARP

IP 주소를 이용해 MAC 주소를 구하는 기능

RARP

MAC 주소를 IP 주소로 변환하는 기능

 

- 오류 문제를 해결하기 위한 ICMP 프로토콜

오류 메세지를 송신 호스트에 전송하는 기능 담당

네트워크 계층의 IP의 동작 과정에서 전송 오류가 발생하는 경우에 대비해 오류 정보를 전송하는 목적으로 ICMP 사용

ICMP에서 발생하는 ICMP 메세지는 IP 패킷에 캡슐화되어 전송되지만 IP와 같은 계층으로 취급