Chapter 2 OSI 모델과 TCP/IP 프로토콜

학습목표(OBJECTIVES): 데이터통신과 네트워킹에서 다중 계층구조 개념과 계층간의 관계 OSI 모델과 계층구조/계층간의 인터페이스 OSI 모델에서 각 계층의 주요 기능 TCP/IP 프로토콜과 각 계층을 OSI 모델의 계층들과 비교 예를 통하여 TCP/IP 프로토콜의 각 계층의 기능성 이해 발신지에서 목적지까지 메시지 전달을 위한 TCP/IP 프로토콜의 계층에서 사용하는 주소지정 메커니즘

Chapter Outline 2.1 Protocol Layers 2.2 The OSI Model 2.3 TCP/IP Protocol Suite 2.4 Addressing

2-1 PROTOCOL LAYERS 1 장에서, 두 개체 통신시 프로토콜 필요 통신이 복잡하면 복잡한 임무를 여러 계층에 나눔 그러면 각 계층에 하나씩 여러 개의 프로토콜 필요 프로토콜 계층구조를 이해 하기 위해 시나리오 사용 두 개의 예를 사용

Example 2.1 Maria 와 Ann 은 서로 이웃 Maria 는 Spanish만 사용 Ann 은 English만 사용 둘은 어려서 sign 언어를 배움 일주일에 몇 번씩 카페에서 만나 미팅을 가짐 sign 언어를 사용하여 의견 교환 하나의 계층에서 이루어진 두 사함의 대화

Example 2.2 Ann 이 직업에 의해 다른 타운으로 이사 헤어지기 전, 두 사람은 카페에서 미팅 첫 번째 기계는 English 를 secret code 로 또는 그 반대로 변환 다른 기계는 Spanish를 secret code로 또는 그 반대로 변환 Ann이 첫 번째 기계를; Maria가 두 번째 기계를 가짐 두 사람은 secret code를 이용하여 계속 통신 가능

Example 2.2

2-2 THE OSI MODEL Established in 1947, the International Standards Organization (ISO) is a multinational body dedicated to worldwide agreement on international standards. Almost three-fourths of countries in the world are represented in the ISO. An ISO standard that covers all aspects of network communications is the Open Systems Interconnection (OSI) model. It was first introduced in the late 1970s.

2.2 OSI 모델 Open System Interconnection ISO 7498 OSI Basic Reference Model 모든 종류의 컴퓨터 시스템간 통신을 가능하게 하는 네트워크 설계를 위한 계층 구조 서로 연관된 7 계층으로 구성

ISO is the organization; Note ISO is the organization; OSI is the model.

OSI 모델

OSI 계층구조

OSI 모델을 이용한 교환

Headers are added to the data at layers 6, 5, 4, 3, and 2 Headers are added to the data at layers 6, 5, 4, 3, and 2. Trailers are usually added only at layer 2.

2.2 OSI 모델의 계층 물리계층(physical layer) 물리적인 매체를 통하여 비트 스트림을 전송하는데 필요한 기능 제공

The physical layer is responsible for moving individual bits from one Note The physical layer is responsible for moving individual bits from one (node) to the next.

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 물리계층의 주요 기능 장치와 전송 매체간의 인터페이스 특성과 전송 매체 유형 규정 비트 표현 방법(부호화 유형) 데이터 전송 속도(bps) 비트의 동기화(송수신자간 클록) 회선 구성(점대점, 다중점) 접속형태(mesh, star, ring, bus, tree) 전송 모드(simplex, half-duplex, full-duplex)

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 데이터링크계층(data link layer)

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 데이터링크 층의 주요 기능 프레임(frame) 구성 물리 주소 지정(송수신자 주소) 흐름 제어 오류 제어 접근 제어

Note: The data link layer is responsible for moving frames from one hop (node) to the next.

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 노드-대-노드 전달

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 네트워크계층(network layer) 패킷(packet)을 네트워크를 통하여 발신지에서 목적지까지 전달 책임

Note: The network layer is responsible for the delivery of individual packets from the source host to the destination host.

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 네트워크계층 주요 기능 논리 주소 지정 라우팅 패킷이 최종 목적지에 전달될 수 있도록 경로를 지정하거나 교환 기능 제공

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 종단-대-종단 전송

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 전송계층(transport layer) 발신지에서 목적지(종단-대-종단)까지 전체 메시지 전달기능 제공

Note: The transport layer is responsible for the delivery of a message from one process to another.

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 전송계층 주요 기능 서비스 지점 주소지정(포트 주소) 분할과 재조립(Segmentation and reassembly) 연결 제어(Connection Control) 흐름 제어(Flow Control) 오류 제어(Error Control)

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 신뢰성 있는 종단-대-종단 메시지 전송

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 세션계층(session layer) 통신 시스템간의 상호 대화 설정, 유지, 동기화 기능 제공

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 세션계층의 주요 기능 대화 제어(반이중, 전이중) 동기화(검사점 추가)

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 표현계층(presentation layer)

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 표현계층의 주요 기능 변환(Translation) 암호화(Encryption) 압축(Compression)

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 응용계층(application layer) 사용자나 소프트웨어를 네트워크에 접근 가능하도록 하는 기능 제공

2.2 OSI 모델의 계층(계속) 응용계층 주요 기능 네트워크 가상 터미널(Network Virtual Terminal) 파일 접근, 전송 및 관리(File Transfer, Access, and Management) 우편 서비스(Mail Service) 디렉토리 서비스(Directory Service)

OSI 계층구조요약

2-3 TCP/IP PROTOCOL SUITE TCP/IP 프로토콜은 OSI 모델보다 먼저 개발 TCP/IP 프로토콜의 계층구조는 OSI 모델과 정확하게 일치하지 않음 원래의 TCP/IP 프로토콜은 하드웨어 위에 4개의 소프트웨어 계층으로 규정 오늘날, TCP/IP 프로토콜은 OSI 모델에 있는 계층들과 비슷하게 명명된 5개의 계층 모델로 생각

TCP/IP 프로토콜 계층구조

TCP/IP와 OSI 모델

사설 인터넷 6개의 링크와 4개의 라우터로 구성

물리계층에서 통신

The unit of communication at the physical layer is a bit. Note The unit of communication at the physical layer is a bit.

데이터링크계층에서 통신

The unit of communication at the data link layer is a frame. Note The unit of communication at the data link layer is a frame.

네트워크 층에서 통신

The unit of communication at the network layer is a datagram. Note The unit of communication at the network layer is a datagram.

전송 층에서 통신

Note The unit of communication at the transport layer is a segment, user datagram, or a packet, depending on the specific protocol used in this layer.

응용 층에서 통신

The unit of communication at the application layer is a message. Note The unit of communication at the application layer is a message.

2-4 ADDRESSING TCP/IP 프로토콜을 채택한 인터넷에서 사용되는 주소 physical address logical address port address application-specific address

TCP/IP 프로토콜에서 사용하는 주소

2.4 주소지정(계속) 물리 주소 링크 주소 WAN이나 LAN에서 정의된 노드의 주소 이더넷 네트워크 인터페이스 카드(NIC) 6바이트(48비트) 주소 유니캐스트(unicast), 멀티캐스트(multicast), 브로드캐스트(broadcast)

Example 2.3 In Figure 2.16 a node with physical address 10 sends a frame to a node with physical address 87. The two nodes are connected by a link (a LAN). At the data link layer, this frame contains physical (link) addresses in the header. These are the only addresses needed. The rest of the header contains other information needed at this level. As the figure shows, the computer with physical address 10 is the sender, and the computer with physical address 87 is the receiver. The data link layer at the sender receives data from an upper layer. It encapsulates the data in a frame. The frame is propagated through the LAN. Each station with a physical address other than 87 drops the frame because the destination address in the frame does not match its own physical address. The intended destination computer, however, finds a match between the destination address in the frame and its own physical address.

Example 2.3: 물리 주소

Example 2.4 물리주소 근거리통신망은 48-bit (6-byte) 물리 주소 사용 12개의 16진수 값 모든 바이트(2개의 16진수 값)은 콜론으로 구분 07:01:02:01:2C:4B 6-바이트 (12개의 16진수 값) 물리 주소

2.4 주소지정(계속) 인터넷 주소 현재 인터넷에 연결된 호스트 식별 : 32비트 주소 체계 유니캐스트(단일사용자) 멀티캐스트(그룹수신자) 브로드캐스트(네트워크 내의 모든 시스템)

Example 2.5 Figure 2.17 shows a part of an internet with two routers connecting three LANs. Each device (computer or router) has a pair of addresses (logical and physical) for each connection. In this case, each computer is connected to only one link and therefore has only one pair of addresses. Each router, however, is connected to three networks. So each router has three pairs of addresses, one for each connection. Although it may be obvious that each router must have a separate physical address for each connection, it may not be obvious why it needs a logical address for each connection. We discuss these issues in Chapters 11 and 12 when we discuss routing. The computer with logical address A and physical address 10 needs to send a packet to the computer with logical address P and physical address 95. We use letters to show the logical addresses and numbers for physical addresses, but note that both are actually numbers, as we will see in later chapters.

Example 2.5: 논리 주소

Note The physical addresses will change from hop to hop, but the logical addresses remain the same.

Example 2.6 Figure 2.18 shows two computers communicating via the Internet. The sending computer is running three processes at this time with port addresses a, b, and c. The receiving computer is running two processes at this time with port addresses j and k. Process a in the sending computer needs to communicate with process j in the receiving computer. Note that although both computers are using the same application, FTP, for example, the port addresses are different because one is a client program and the other is a server program, as we will see in Chapter 17.

Example 2.6: 포트 번호

Note The physical addresses change from hop to hop, but the logical and port addresses usually remain the same.

A 16-bit port address represented as one single number Example 2.7 포트 주소는 16-bit 주소로서 10진수로 표현 753 A 16-bit port address represented as one single number

2.4 주소지정(계속) 응용 특수 주소 전자우편 주소 URL(Universal Resource Locator) jklee@hnu.kr URL(Universal Resource Locator) www.hnu.kr

알림 연습문제 풀이해서 Report로 다음주까지(일주일 후) 제출해 주세요!