블로그 이름 뭐라고 짓냐..

OSI(Open System Interconnection)

국제표준화 기구인 ISO(International Standard Organization)에서 Open 시스템간 원활한 정보교환을 위하여 7개의 계층을 가지는 Protocol 표준을 제안

OSI 7 layer(or 7계층모델)라고 부름

OSI 모델의 목적

기본적인 하드웨어 또는 소프트웨어의 변경 없이 서로 다른

시스템간에 개방 통신을 위한 것

계층 분류 이유

• 복잡함의 감소
• 인터페이스의 표준화
• 상호 호환성의 확보
• 기술 개발의 가속화
• 설명과 이해(습득)의 간소

OSI 모델의 7가지 추상 계층은 탑 다운 방식으로 다음과 같이 정의할 수 있음

7. 애플리케이션 계층

• 이 계층은 사용자의 데이터와 직접 상호 작용하는 유일한 계층
• 웹 브라우저 및 이메일 클라이언트와 같은 소프트웨어 애플리케이션은 통신을 개시하기 위해 애플리케이션 계층에 의지
• 소프트웨어가 사용자에게 의미 있는 데이터를 제공하기 위해 의존하는 프로토콜과 데이터를 조작하는 역할
• 클라이언트 소프트웨어 애플리케이션은 애플리케이션 계층의 일부는 아님
• 애플리케이션 계층 프로토콜에는 HTTP뿐만 아니라 SMTP도 포함됨 (SMTP는 이메일  통신을 가능하게 하는 프로토콜 중 하나임)

6. 프레젠테이션 계층

• 이 계층은 주로 데이터를 준비하는 역할을 하여 애플리케이션 계층이 이를 사용할 수 있게 함
• 즉, 계층 6은 애플리케이션이 소비할 수 있도록 데이터를 프레젠테이션 함

• 프레젠테이션 계층은 데이터의 변환, 암호화, 압축을 담당

        변환 - 서로  통신하는 두 개의 통신 장치는 서로 다른 인코딩 방법을 사용하고 있을 수 있으므로, 계층 6은 수신 장치          의 애플리케이션 계층이 이해할 수 있는 구문으로 수신 데이터를 변환하는 일을 담당

        암호화 - 장치가 암호화된 연결을 통해 통신하는 경우, 계층 6은 최종 송신자에게 암호화를 추가할 뿐만 아니라 최종            수신자에게 암호화를 디코딩하여 암호화되지 않은 읽기 쉬운 데이터로 애플리케이션 계층을 제시할 수 있도록 하는            역할

        압축 - 프레젠테이션 계층은 애플리케이션 계층에서 수신한 데이터를 계층 5로 전송하기 전에 압축하는 일도 담당

                  전송할 데이터의 양을 최소화함으로써 통신의 속도와 효율을 높이는 데 도움이 됨

5. 세션 계층

• 두 기기 사이의 통신을 시작하고 종료하는 일을 담당하는 계층
• 통신이 시작될 때부터 종료될 때까지의 시간을 세션이라고 함
• 세션 계층은 교환되고 있는 모든 데이터를 전송할 수 있도록 충분히 오랫동안 세션을 개방한 다음 리소스를 낭비하지 않기 위해 세션을 즉시 닫을 수 있도록 보장
• 세션 계층은 데이터 전송을 체크포인트와 동기화함

       →  ex) 100MB의 파일이 전송되는 경우 세션 계층이 5MB마다 체크포인트를 설정할 수 있음

            52 MB가 전송 된 후 연결이 끊어 지거나 충돌이 발생하면 마지막 체크 포인트에서 세션을 재개하는 것이 가능

            즉, 50MB의 데이터만 더 전송하면 됨

            체크 포인트가 없으면 전체 전송을 처음부터 다시 시작해야 함

4. 전송 계층

• 두 기기 간의 종단 간 통신을 담당
• 세션 계층에서 데이터를 가져와서 계층 3으로 보내기 전에 세그먼트라고 하는 조각으로 분할하는 일이 포함됨 (수신 기기의 전송 계층은 세그먼트를 세션 계층이 이용할 수 있는 데이터로 재조립해야 함)
• 전송 계층은 또한 흐름 제어 및 오류 제어 기능의 역할도 함

      흐름제어 - 연결 속도가 빠른 송신자가 연결 속도가 느린 수신자를 압도하지 않도록 최적의 전송 속도를 결정함

      오류제어 - 전송 계층은 수신된 데이터가 완료되었는지 확인하고 수신되지 않은 경우 재전송을 요청하여 최종 수신자          에 대해 오류 제어를 수행함

• 전송 계층 프로토콜에는 전송 제어 프로토콜(TCP)  및 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)이 있음

3. 네트워크 계층

네트워크를 구축하는데 osi 7 layer중 몇 계층 까지 있어야 할까?
단순하게 네트워크를 구축하고 운영하는데 2계층만 있어도 됨

네트워크란 통신 매체를 통해 연결된 노드들의 집합
통신 매체 → 물리적
노드 → 노드는 주소가 있음 → data link 계층

1. Routing(Path determination) 경로 결정
가장 최적의 경로를 결정해줌

2. 주소제공
빠르게 찾아갈 수 있는 주소가 제공되어야 함

이전의 주소 → 물리적이면서 평면적
3계층에서의 주소는 논리적이면서 계층적인 특징이 있음

• 네트워크 계층은 서로 다른 두 네트워크 간 데이터 전송을 용이하게 하는 역할
• 서로 통신하는 두 장치가 동일한 네트워크에 있는 경우에는 네트워크 계층이 필요하지 않음
• 네트워크 계층은 전송 계층의 세그먼트를 송신자의 장치에서 패킷이라고 불리는 더 작은 단위로 세분화하여 수신 장치에서 이러한 패킷을 다시 조립함
• 네트워크 계층은 데이터가 표적에 도달하기 위한 최상의 물리적 경로를 찾는데 이를 라우팅이라고 함
• 네트워크 계층 프로토콜에는 IP, 인터넷 제어 메시지 프로토콜(ICMP) , 인터넷 그룹 메시지 프로토콜(IGMP) , IPsec 제품군이 있음

2. 데이터 연결 계층

논리적인 연결 - 전송을 위한 데이터의 형식 결정, 매체 접근 방법(MAC)의 제어

1. 논리적인 연결을 위해 주소를 제공
주소는 물리적이면서 평면적인 특징을 가지고 있음

주소가 물리적이다 → 제품이 생산이 될 때 박혀져 나오는 주소 (ex. 주민등록번호) 변경 불가능

평면적이다 → 하나의 제한된 공간에서만 사용

2. Topology를 정의
미로를 위에서 보면 입구와 출구를 쉽게 알 수 있음
데이터링크 계층에서 보면 어떤것들이 물리적으로 연결되어있는지 보임

3. 매체 접근 방식 규정

LAN(ethernet 이더넷)
어떻게 접근해야 에러없이 접근할 수 있을까?
CSMA/CD
Career Sense Multiple Access/Collision Detect
→  랜 환경에서의 동작방식을 약어(CSMA/CD)로 표현

• 동일한 네트워크에 있는 두 개의 장치 간 데이터 전송을 용이하게 함
• 네트워크 계층에서 패킷을 가져와서 프레임이라고 불리는 더 작은 조각으로 세분화함
• 네트워크 계층과 마찬가지로 데이터 연결 계층도 인트라 네트워크 통신에서 흐름 제어 및 오류 제어를 담당 (전송 계층은 네트워크 간 통신에 대해서만 흐름 제어 및 오류 제어만을 담당함)

MAC 주소 (Media Access Control Address)

데이트 링크 계층에서 통신을 위한 네트워크 인터페이스에 할당된 물리적 고유 식별 주소


MAC 주소는 간단히 말해 인터넷을 할 수 있는 이더넷 기반 기기에는 모두 다 하나씩 할당되어 있는 고유한 ID
PC의 랜카드나 스마트폰의 와이파이모듈에도 1대씩 할당되어 있음

MAC Address는 16진수, 48비트
앞에 6자리 - 벤더 코드
뒤에 6자리 - 프로덕트 넘버 (제품 생산 번호)

1. 물리적 계층

• 물리적 연결 구간의 전기적, 기계적 특징과 순서의 정의, 활성, 관리, 비활성을 위한 기능적 특징
• 케이블, 스위치 등 데이터 전송과 관련된 물리적 장비가 포함됨 (매체를 통해 연결)
• 이 계층은 1과 0의 문자열인 비트 스트림으로 변환되는 계층
• 두 장치의 물리적 계층은 신호 규칙에 동의해서 두 장치의 1이 0과 구별될 수 있어야 함

OSI 모델을 통해 데이터가 전송되는 방법

네트워크를 통해 사람이 읽을 수 있는 정보를 장치 간에 전송하려면 데이터가 송신 장치에서 OSI 모델의 7가지 계층 아래로 이동한 다음 최종 수신자에서 7가지 계층 위로 이동해야 함

예: A 가 B에게 이메일을 보내려고 함

A 는 자신의 노트북에 있는 이메일 애플리케이션에서 메시지를 작성하고 '발송'을 누름

A 의 이메일 애플리케이션이 이메일 메시지를 애플리케이션 계층으로 넘기면, 애플리케이션 레이어는 프로토콜(SMTP)을 선택하고, 데이터를 프레젠테이션 계층으로 전달

프리젠테이션 계층이 압축한 데이터는 세션 계층에 도달하고, 세션 계층은 세션을 시작함

이제 데이터는 발신자의 전송 계층으로 넘어가 세그먼트로 나눠지게 되며, 이 세그먼트는 네트워크 계층에서 패킷으로 다시 나눠지고, 이는 데이터 연결 계층에서 프레임으로 나눠짐

데이터 링크 계층은 해당 프레임을 물리적 계층으로 전달하며, 물리적 계층은 데이터를 1과 0의 비트스트림으로 변환하고 물리적 매체(예: 케이블)를 통해 전송

B의 컴퓨터가 물리적 매체(예: 와이파이)를 통해 비트스트림을 수신하면, 데이터는 반대 순서로 계층을 지나게 됨

먼저 물리적 계층은 비트 스트림을 1과 0에서 프레임으로 변환해 데이터 연결 계층으로 넘김

데이터 연결 계층은 프레임을 패킷으로 재조립해 네트워크 계층으로 넘김

네트워크 계층은 패킷으로 세그먼트를 만들어 전송 계층으로 넘기고, 전송 계층은 세그먼트를 재조립해 하나의 데이터를 만듬

이제 데이터는 수신자의 세션 계층으로 흐르고, 세션 계층이 이 데이터를 프리젠테이션 계층으로 넘기면, 통신 세션이 종료됨

프레젠테이션 계층은 압축을 제거하고 원본 데이터를 애플리케이션 계층으로 넘김

애플리케이션 계층은 사람이 읽을 수 있는 데이터를 B의 이메일 소프트웨어에 제공하고, B는 자기 노트북 화면에서 이메일 소프트웨어를 통해 A의 이메일을 읽을 수 있게 됨

네트워크란?

통신 매체를 통해 연결된 노드들의 집합

노드

주소를 가지고 있는 시스템, 엔터디

링크

두 노드를 연결하는 전송 매체

유선 연결

동축, 광섬유 또는 트위스트 페어 기술로 만들어진 이더넷 케이블을 사용

무선 연결

3G, 4G 또는 5G 기술과 같은 전파를 사용하여 노드를 연결

네트워크의 4가지 구성요소

1. 전송 단말기
2. 전송매체
3. 전송 Protocol
4. 전송장비

전송 단말기

- 정보를 생성, 저장, 검색, 가공 작업을 하면서 동시에 Network에 Access 할 수 있는 장치

ex) PC, PDA, Cellular Phone, PMP, Digiatal Camera 등

전송 매체

- 전기적인 신호를 전달할 수 있는 Cable들을 말 함

ex) 동축케이블, TP, 광케이블, 무선(RF), 인공위성 등

전송 Protocol (주소 포함)

- Protocol이란 표준화된 통신 규약

- Protocol들은 각 전송 장비마다 주소를 부여하고 부여된 주소를 기반으로 상용자 Data를 전송함

전송 장비

- PAN, LAN, MAN, WAN 구간에서 사용되는 장비

- 신호의 증폭과 사용자 주소 기반으로 정보를 전달하는 기능을 가지고 있음

네트워크는 3가지로 분류할 수 있음

1. 네트워크 범위
2. LAN 기술별
3. 데이터 전송 방식

네트워크 범위

1. LAN(Local Area Network) - 근거리 통신망

라우터 및 스위치와 같은 커넥터를 사용하여 물리적으로 서로 가까운 디바이스를 연결

개인이나 기업에 의해 소유된 네트워크

2. WAN(Wide Area Network) - 광역 네트워크

디바이스가 넓은 지역에서 통신할 수 있도록 장거리에 걸쳐 여러 LAN을 연결하는 네트워크

Service Provider가 관리하는 구간

LAN 기술별 분류

1. Ethernet
2. TokenRing
3. FDDI
4. ATM

데이터 전송 방식에 따른 분류

1. Unicast
2. Broadcast
3. Multicast

Unicast

• 정확한 목적지를 가지고 통신 (Source, Destination Address)
• 1:1 통신
• 랜카드에서 자신의 주소를 판별하고 처리
• 자신의 주소로 발송된 정보가 아닐 경우 CPU 처리 안 함

시스템의 부하가 줄어들음
네트워크의 부하가 증가 (똑같은 데이터를 여러 번 반복해서 네트워크 전체에 보내짐) 전기는 구리만 있으면 다 보내지기 때문에

Broadcast

• 목적지를 가지지 않고 통신 (Source Address, Broadcast Address)
• Destination Address는 모두 1
• 네트워크상에 있는 모든 장비가 Broadcast를 처리
• 모든 장비가 CPU처리 – 네트워크에 연결되어 있는 장비의 성능저하

어차피 다 보낼 거면 한 번에 보낼래
데이터를 뜯어보고 내가 요청한 게 아니네 하면 버림
우편을 집에 들고 와서 뜯어서 보고 버리는 것처럼 자기 자원을 낭비하고 버림 -> 리소스 낭비

Multicast

• 1:多 통신
• 그룹을 지정하고 그 그룹에게만 정보를 전달
• 멀티미디어 정보를 많이 활용
• IP의 D Class 주소를 사용

데이터를 받을 애들을 그룹으로 묶음
데이터를 그룹에게 보냄
내 우편함에 와 있는 걸 보고 나한테 온 게 아니네 해서 집으로 안 들고 오고 그 자리에서 버림

현재는 Broadcast를 기반으로 한 Unicast 전송을 하고 있음      
최종적으로 보면 Unicast 전송을 하고 있음

Topology - 망 구성방식
네트워크에 연결된 컴퓨터와 케이블 및 기타 구성 요소의 배치를 뜻함

토폴로지 종류
1. 버스 토폴로지
2. 스타 토폴로지
3. 링 토폴로지
4. 트리 토폴로지
5. 메시 토폴로지

토폴로지 분류
1. 물리적 토폴로지
2. 신호 토폴로지
3. 논리적 토폴로지

※ 현재는 스타 토폴로지만 있음
기업망은 Tiered Star Topology 형태로 연결