[네트워크] 프로토콜과 OSI 계층

프로토콜 (Protocol)

• 원거리의 서로 다른 기기 간의 데이터 교환을 원활히 하기 위해 표준화 시켜놓은 통신 규약입니다.
• 보통 TCP/IP 를 많이 사용하며, 대표적으로 IEEE, ISO 기관에서 프로토콜을 정의합니다.
• 통신을 제어하기 위해 표준 규칙과 절차의 집합으로, H/W, S/W, 문서를 모두 규정합니다.

기본 요소

구문(Syntax) : 전송하고자 하는 데이터 형식, 부호화, 신호 레벨 규정

의미(Semantics) : 두 기기 간 효율적이고 정확한 정보 전송을 위한 협조 사항, 오류 관리를 위한 제어 정보 규정

시간(Timing) : 두 기기 간 통신 속도, 메시지 순서 제어 규정

 

프로토콜 기능

단편화와 재결합 :

• 단편화 : 전송에 알맞은 크기로 데이터를 자르는 작업
• 재결합 : 수신 측에서 단편화된 블록을 원래의 데이터로 결합하는 작업

 

캡슐화 : 단편화된 데이터에 송*수신지 주소, 오류 검출 코드, 프로토콜 제어 정보 등의 정보를 부가하는 것

흐름 제어 : 수신측의 처리 능력에 따라 송신 측에서 데이터 전송량이나 전송속도를 조절하는 기능

오류 제어 : 전송 중 발생한 오류를 검출하고 정정해서 데이터나 제어 정보의 파손에 대비하는 기능

동기화 : 송/수신 측이 같은 상태를 유지하도록 타이밍(Timing)을 맞추는 기능

순서 제어 : 데이터 블록에 전송 순서를 부여 => 연결 위주의 데이터 전송 방식에만 사용

주소 지정 : 데이터에 목적지 이름, 주소, 경로를 부여하는 기능

다중화 : 한 개의 통신 회선을 여러 가입자들이 동시에 사용하도록 하는 기능

그 외에도 경로 제어, 전송 서비스 등이 있습니다.

 

 

OSI 7계층

출처 : https://evan-moon.github.io/2019/11/10/header-of-tcp/

국제표준화기구(ISO)에서 개발한 모델로, 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 7계층으로 나누어 설명한 것입니다. 

계층을 나눔으로써 통신 중 이상이 발생하면 해당 계층만 수정하면 된다는 이점이 있습니다.

 

또한 OSI 7 계층 중 인터넷 환경에서는 대부분 IP를 기반으로 TCP 통신을 하기 때문에 TCP/IP를 기준으로 만들어진 4계층 구조가 있습니다.

계층	기능	단위	TCP/IP
응용 계층 (Application Layer)	사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 서비스 제공. ex) 메일 전송, 인터넷 접속	Message	응용 계층 - 응용 프로그램 간 데이터 송/수신 제공 - TELNET, FTP, SMTP, SNMP, DNS, HTTP , SSH 등
표현 계층 (Presentation Layer)	- 데이터를 하나의 표현 형태로 변환 - JPEG, MPEG, 파일 인코딩, 압축, 암호화
세션 계층 (Session Layer)	- 통신 세션을 구성하는 계층이자 포트(Port)연결 - 통신장치 간의 상호작용을 설정하고 유지하며 동기화 한다. - 양 종단 간 세션 생성, 유지, 종료에 필요한 기능 제공 (일회용 논리적 연결) - 암호화기능, 로그인기능, 호스트 인증 기능 등 - TCP 세션
전송 계층 (Transport Layer)	송/수신자 간 메시지 전송의 제어와 오류 관리 - 포트 정보 참조해 데이터 전송. 통신 제공. - 흐름 제어, 중복 검사 오류 검출 및 복구	Segment	전송 계층 - 통신 노드 간 신뢰성 있는 통신 제공 - TCP, UDP
네트워크 계층 (Network Layer)	전송 데이터의 목적지 지정 & 경로 설정. - IP 기반으로 패킷 전송 경로 설정	Packet	인터넷 계층 - 데이터 전송을 위한 논리적 주소 및 경로 지정하여  통신 노드 간 IP 패킷 전송 - IP, ARP, RARP
데이터 링크 계층 (Data Link Layer)	네트워크 사이에 오류 없이 프레임을 전송. MAC 주소를 이용해 정확장한 장치로 통신/ 오류 감지/재전송	Frame	네트워크 엑세스 계층 - 실제 데이터(Frame) 송/수신하는 역할 - EHthernet, IEEE 802, HDLC 등
물리 계층 (Physical Layer)	전기적 신호를 사용해 Bit로 전송하기 위해 요구되는 기능 조정	Bit

HTTP, TCP, IP와 같은 프로토콜들은 각자 자신이 맡은 역할이 있고, 보내고자 하는 데이터에 자신의 헤더를 붙혀서 데이터의 정보를 표현합니다.