참고
네트워크 아키텍쳐
프로토콜과 네트워크 아키텍쳐
NOTE
네트워크 아키텍쳐에서 각 계층의 고유한 기능을 정의해 놓은 것이 프로토콜이다!
구현 장비들이 각 계층에서 역할을 수행한다.
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각 계층은 기능마다 고유한 프로토콜이 존재하고, 프로토콜에 정의된 기능을 수행하면서 제 역할을 하게 되는 것이다. ⇒ 네트워크 아키텍쳐는 결국 프로토콜의 집합이다!
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눈에 보이지 않는 데이터의 이동 과정을 세부적인 단계로 모듈화하여, 단계마다 필요한 기능을 프로토콜로 정의하고, 각 단계를 데이터의 이동 순서에 따라 계층화시킨 것이 네트워크 아키텍쳐
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각 계층이 독립적이기 때문에 한 계층의 오류나 변경은 다른 계층에 영향을 주지 않는다.
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계층을 연결하는 인터페이스 덕분에 다양한 네트워크 장비를 만드는 기술들 간의 상호 연결성이 확보된다.
OSI 모델과 TCP/IP 모델
NOTE
일반적으로 TCP/IP모델이 가장 많이 쓰인다.
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컴퓨터와 네트워크 장비를 만드는 제조업체들 마다 독자적인 네트워크 아키텍쳐를 사용하여, 다른 제품간에는 통신이 불가능했다. 그래서 상호 연결성을 위한 표준화 작업이 진행되었다.
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모듈화된 계층 구조를 사용하여 네트워크 기술의 표준화를 시도한 아키텍쳐가 바로 OSI모델, TCP/IP 모델이다.
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TCP/IP모델이 사실상 표준이 된 이유는 급속히 발전하는 기술에 신속히 대응하여 만들고 개선했기 떄문이다.
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OSI모델은 현실에서 실제 작동하는 프로토콜을 제 때 만들어내지 못했다.
TCP/IP
NOTE
TCP/IP는 데이터 전송을 담당하는 네트워크 인터페이스, 인터넷, 전송(1~3)계층과 전송된 데이터의 내용을 보고 사용자가 이용할 수 있는 서비스를 제공하는 응용 계층(4)으로 나눌 수 있다!
TCP/IP 방식 통신
TCP/IP 계층과 주요 프로토콜
TCP/IP 데이터 전송 계층들이 사용하는 주소
NOTE
인터넷에서 데이터 전송을 담당하는 계층에서 수신자를 식별할 수 있는 고유 주소가 필요하다!
Port, IP, MAC이 각 계층의 식별자로 사용됨!
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NIC 게층
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물리적 장비를 식별하는 물리 주소(MAC 주소)를 사용한다.
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물리적으로 연결된 장비 중 어느 장비로 데이터를 전송해야 하는지 알려줌
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인터넷 계층
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컴퓨터를 식별하는 IP 주소(논리 주소)를 사용한다.
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다른 네트워크에 있는 수신지 컴퓨터를 지정할 수 있다.
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전송 계층
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애플리케이션을 식별하는 포트 번호를 사용한다.
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수신지 컴퓨터에서 도착한 데이터를 애플리케이션에 분배한다.
1. 네트워크 인터페이스 계층
NOTE
인접한 네트워크 기기 간에, 즉 전송 매체로 연결되어 전기신호나 전파가 도달하는 범위에서 데이터를 전송하는 역할!
스위치, 무선 AP와 같이 전기신호나 전파로 통신되는 네트워크 범위
1번 PC와 2번 노트북은 NIC계층으로 가능
1번 PC와 4번 노트북은 NIC계층으로 불가능 (인터넷 계층에서 가능)
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LAN 네트워크를 만드는 스위치가 대표적인 장비이다.
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직접 연결된 네트워크 하드웨어 기기 간에 데이터 전송을 제어함으로써 상위 계층은 하드웨어 종류에 상관없이 통신할 수 있게 된다.
프로토콜
MAC주소로 통신한다. (아직 인터넷에 연결된거 아님)
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TCP/IP에서는 네트워크의 하드웨어적인 연결에 모든 표준 규격과 기술적인 프로토콜을 지원하기에 특정 프로토콜을 규정하지 않는다.
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다른 계층과 달리 통신의 상대방과 프로토콜이 달라도 통신이 가능함
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ex) 서버(이더넷) - 클라이언트(무선 LAN) 가능!
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각 프로토콜이 사용하는 물리 주소를 MAC 주소라고 한다.
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사실상 표준처럼 사용되는 대표적인 NIC계층의 프로토콜은 이더넷 프로토콜이다!
2. 인터넷 계층
NOTE
인터넷 이름처럼 네트워크와 네트워크를 연결하여 직접 연결되지 않은 컴퓨터 간에 데이터 통신을 구현하는 역할을 한다!
라우터야 LAN을 모두 연결해줘!!!
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네트워크를 연결하고 데이터 전송에 사용하는 라우터가 대표적인 장비
호스트와 IP주소
인터넷 계층 구조도 (1→4로 이동하는 경우)
1. 4번 노트북을 수신지로 지정, IP주소는 수신지 호스트가 2번 네트워크라고 알려줌
2. 네트워크1에서 데이터를 받은 라우터는 IP주소를 보고 연결된 네트워크중 4번 노트북이 속한 2번 네트워크로 전송
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인터넷 계층은 데이터를 송신하는 호스트에서부터 수신하는 호스트까지 데이터가 전송되는 경로를 책임진다
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인터넷으로 연결된 모든 호스트의 중간 노드인 라우터는 반드시 IP 계층의 기능을 가지고 있어야 한다.
라우팅과 IP 프로토콜
라우팅과 IP 프로토콜
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라우터 - 라우터로 최종 데이터의 목적지 까지 최적의 경로를 찾는 과정을 라우팅(routing)이라 한다.
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인터넷 계층에서는 IP주소와 라우팅에 대해 규정한 프로토콜이 IP다!
3. 전송 계층
NOTE
데이터의 손상이나 유실없이 제대로 전달되는지, 데이터가 효율적으로 전달되는지, 목적지 내 어떤 애플리케이션에 데이터를 전달해야하는지 처리한다!
데이터를 실행시키는 애플리케이션을 식별할 수 있는 주소를 포트 번호라고 한다!
프로토콜(TCP/UDP)
데이터가 안오면 재전송하라는 이미지
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신뢰할 수 있고 정확한 데이터를 전달하기 위해 전송 속도를 조절하거나 도달하지 않은 데이터를 재전송하는 기능을 하는 프로토콜 TCP를 사용한다!
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웹, 이메일같이 데이터의 신뢰성과 정확성이 필요
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데이터의 일부가 유실되더라도 빠르고 효율적으로 전송하는 프로토콜은 UDP(User Datagram Protocol)이다.
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스트리밍 서비스처럼 영상을 원활하게 보는 용도
4. 응용 계층
NOTE
애플리케이션의 기능을 실행하기 위해 애플리케이션이 다루는 데이터 형식과 순서 처리를 결정하여 사용자에게 서비스를 제공한다!
HTML을 변환시키는 과정!
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전송 계층으로부터 받은 디지털 데이터를 사용자가 이해할 수 있는 문자, 음성, 동영상 형태로 변환하여 제공한다.
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애플리케이션 마다 별개로 존재하는 프로토콜이 있기에 다양한 프로토콜이 존재한다.
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ex) 웹 서비스 = HTTP, 파일전송 = FTP, 메일 = SMTP …
인터넷에서 TCP/IP 프로토콜 구현
NOTE
TCP/IP 프로토콜의 구현
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데이터를 송수신하고 애플리케이션을 실행하는 호스트의 경우 4계층을 모두 구현
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호스트 간의 데이터 전송을 돕는 중간 노드인 라우터는 1~2계층만 구현해도 된다.