Chapter 2 네트워크 모델 (Network Models)

2장 네트워크 모델 2.1 계층화된 임무 (Layered Tasks) 2.2 OSI 모델 (Model) 2.3 OSI 모델의 계층 (Layers) 2.4 TCP/IP 프로토콜 그룹 (Suite) 2.5 주소 지정 (Addressing) 2.6 요약 (Summary)

2.1 계층화된 임무 편지를 보내는 과정

2.1 계층화된 임무 발신자 도중 : 수신자에게 전달 수신자 상위 계층 : 편지를 작성 봉투에 담음 우체통에 넣기 중간 계층 : 우체통에서 우체국으로 전달 하위 계층 : 우체국에서 편지 분류 배달하는 사람이 편지 전달 도중 : 수신자에게 전달 수신자 하위 계층 : 전달하는 사람이 우체국에 편지 전달 중간 계층 : 수신자의 편지함에 전달 하위 계층 : 수신자가 편지를 집어 봉투를 열어 읽음

2.2 OSI 모델 OSI : Open System Interconnection Basic Reference Model : ISO-7498 OSI 모델의 목적 기본적인 하드웨어 또는 소프트웨어의 변경 없이 서로 다른 시스템간에 개방 통신을 위한 것 유연하고, 튼튼하며, 상호 연동할 수 있는 네트워크 구조를 설계하고 이해하기 위한 모델

2.2 OSI 모델 OSI 모델 모든 유형의 컴퓨터 시스템 간의 통신을 허용하는 네트워크 시스템의 설계를 위한 계층구조 모든 유형의 컴퓨터 시스템 간의 통신을 허용하는 네트워크 시스템의 설계를 위한 계층구조 계층 구조 장치 A로부터 장치 B까지 메시지를 전송할 때 연관되는 계층

2.2 OSI 모델

인터넷 모델 대등-대-대등 프로세스(peer-to-peer process) 계층간 인터페이스 계층의 구성 - 해당 계층에서 통신하는 각 장치상의 프로세스 계층간 인터페이스 -상위 계층에서 제공되는 정보의 서비스를 정의 계층의 구성 네트워크 지원계층 물리층, 데이터링크층, 네트워크층 한 장치에서 다른 장치로 데이터가 이동할 때 필요한 물리적인 면을 처리 사용자 지원계층 응용층 서로 관련 없는 소프트웨어 시스템간의 상호 연동을 가능케 함 트랜스포트 계층 전송층 종단 대 종단간 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장

대등 대 대등 프로세스(peer-to-peer process)

인터넷 모델을 이용한 변환

2.3 OSI 모델의 계층 물리 층(Physical Layer) 데이터 링크 층(Data Link Layer) 네트워크 층(Network Layer) 전송 층(Transport Layer) 세션 층(Session Layer) 표현 층(Presentation Layer) 응용 층(Application Layer)

물리층(Physical Layer) 물리적 매체를 통한 비트 스트림 전송에 요구되는 기능을 담당 (기계적, 전기적 특성을 다룸 : 케이블, 커넥터) 물리적인 장치와 인터페이스가 전송을 위해 필요한 기능과 처리절차 규정 데이터 링크층으로부터 한 단위의 데이터를 받아 통신 링크를 따라 전송될 수 있는 형태로 변환 비트 스트림을 전자기 신호로 변환 매체를 통한 신호 전송 감독

물리층(계속) 물리 층

물리층(physical layer) 물리적 매체를 통한 비트 스트림 전송에 요구되는 기능을 담당 (기계적, 전기적, 전송매체) 물리적인 장치와 인터페이스가 전송을 위해 필요한 기능과 처리절차 규정 물리 층의 주요기능 인터페이스와 매체의 물리적인 특성 : 장치와 전송매체 간의 인터페이스 특성을 규정 비트의 표현 : 비트를 전송하기 위해 전기적 또는 광학적인 신호로 부호화 데이터 속도 : 신호가 유지되는 비트의 주기를 규정 비트의 동기화 : 송신자와 수신자는 같은 클럭을 사용

물리층(계속) 기 능 인터페이스와 매체의 물리적인 특성 비트의 표현 데이터 속도 비트의 동기화 회선구성 물리적인 접속형태 전송 모드

물리층은 개별 비트들을 한 노드에서 다음 노드로 전달하는 책임을 갖는다. 물리층(physical layer) 물리층은 개별 비트들을 한 노드에서 다음 노드로 전달하는 책임을 갖는다. The physical layer is responsible for movements of individual bits from one hop (node) to the next.

데이터 링크층(data link layer) 노드 대 노드 전달(node-to-node delivery)의 책임 상위 계층(네트워크층)에서 오류 없는 물리층처럼 보이도록 함 기능 프레임 구성 : 네트워크 계층으로부터 받은 비트 스트림을 프레임 단위로 나눔 물리주소 지정 : 송신자와 수신자의 물리 주소를 헤더에 추가 흐름제어 : 수신자의 수신 데이터 전송률을 고려하여 데이터 전송 하도록 제어 오류제어 : 손상 또는 손실된 프레임을 발견/재전송, 트레일러를 통해 이루어짐 접근제어 : 주어진 어느 한 순간에 하나의 장치만 동작하도록 제어

데이터 링크층(data link layer)

데이터 링크층(data link layer) 데이터링크층은 한 노드에서 다른 노드로 프레임을 전송하는 책임을 갖는다. The data link layer is responsible for moving frames from one hop (node) to the next.

홉-대-홉(hop-to-hop, node-to-node) 전달

예 1

네트워크층(network layer) 패킷을 발신지-대-목적지 전달에 대한 책임을 가짐 비교 : 데이터 링크 층은 노드간(node-to-node) 전달 책임 기능 발신지-대-목적지 전달(packet) 논리 주소지정(Logical addressing) 상위 계층에서 받은 패킷에 발신지와 목적지의 논리주소를 헤더에 추가 라우팅(Routing) 패킷이 최종 목적지에 전달될 수 있도록 경로를 지정하거나 교환 기능

네트워크층(network layer)

네트워크 계층은 발신지 호스트로부터 최종 목적지 호스트로 패킷을 전달하는 책임을 갖는다. 네트워크층(network layer) 네트워크 계층은 발신지 호스트로부터 최종 목적지 호스트로 패킷을 전달하는 책임을 갖는다. The network layer is responsible for the delivery of individual packets from the source host to the destination host.

발신지 대 목적지 전달

예 2

전송층(transport layer) 전체 메시지의 프로세스 대 프로세스 전달에 대한 책임을 가짐 전체 메시지가 완전하게 바른 순서로 도착하는 것을 보장 네트워크 층은 개별적인 패킷의 종단-대-종단 (end-to-end) 전송을 담당 기능 포트 주소 지정 (port addressing) : 포트 주소를 포함 네트워크 계층은 각 패킷을 정확한 컴퓨터에, 전송 계층은 해당 컴퓨터의 정확한 프로세스에게 전달 분할과 재조립 (Segmentation and reassembly) 전달 가능한 세그먼트 단위로 나눔 각 세그먼트는 순서번호를 가지며 이를 통해 재조립 또는 패킷의 손실여부 판단 연결 제어 (Connection control) 비연결 및 연결지향 흐름 제어 (Flow control) 오류 제어 (Error control)

전송층(transport layer)

전송층은 하나의 프로세스로부터 다른 프로세스로 메시지를 전달하는 책임을 진다. 전송층(transport layer) 전송층은 하나의 프로세스로부터 다른 프로세스로 메시지를 전달하는 책임을 진다. The transport layer is responsible for the delivery of a message from one process to another.

전송층(transport layer) 메시지의 프로세스 대 프로세스 전달

전송층(transport layer) 예 3

세션층(Session Layer) 네트워크 대화 제어자

세션층(계속) 세션층은 대화 제어와 동기화에 책임을 갖는다. 기능 세션 관리(Session management) 동기화(Synchronization) 대화 제어(Dialog control) 원활한 종료(Graceful Close) 세션층은 대화 제어와 동기화에 책임을 갖는다. The session layer is responsible for dialog control and synchronization.

표현층(Presentation Layer) 통신 장치간의 상호 운용성(interoperability) 보장 두 시스템간 주고 받는 정보의 구문(syntax)과 의미(semantic)와 관련 필요에 따라 보안 목적을 위한 데이터 암호화와 복호화 기능 데이터 압축 및 확장 기능

표현층(계속) Presentation Layer

표현층(계속) 표현층은 변환, 압축, 암호화에 책임을 갖는다 기능 변환(Translation) 암호화(Encryption) 압축(Compression) 보안(Security) 표현층은 변환, 압축, 암호화에 책임을 갖는다 The presentation layer is responsible for translation, compression, and encryption.

응용층(application layer)

응용층(application layer) 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 해 줌 사용자 인터페이스 제공 서비스 원격 로그인 파일 액세스, 전송, 관리(File access, transfer, and management) 우편 서비스(Mail services) WWW 접근 : 웹 접근

응용층(application layer) 응용 층은 사용자에게 서비스를 제공하는 책임을 진다. The application layer is responsible for providing services to the user.

각 계층의 기능 요약

2-4 TCP/IP 프로토콜 그룹 (SUITE) TCP/IP 프로토콜 그룹(protocol suite)의 계층구조는 OSI 모델과 정확하게 일치하지 않는다. 원래의 TCP/IP 프로토콜 그룹은host-to-network, internet, transport, 그리고 application 라는 4개의 계층구조를 갖는 것으로 규정되었다. 그렇지만, TCP/IP를 OSI와 비교할 때, TCP/IP 프로토콜 그룹은 physical, data link, network, transport, 그리고 application라는 5개의 계층으로 되어 있다고 말할 수 있다. Topics discussed in this section: Physical and Data Link Layers Network Layer Transport Layer Application Layer

TCP/IP and OSI model

Topics discussed in this section: 2-5 주소지정(ADDRESSING) Physical, logical, port, 그리고 specific 라는 4개의 주소 레벨이 TCP/IP 프로토콜을 사용하는 인터넷에서 사용된다. Topics discussed in this section: Physical Addresses Logical Addresses Port Addresses Specific Addresses

TCP/IP 주소 지정

TCP/IP 계층과 주소의 관계

Example 2.1 그림 2.19를 보면 물리 주소 10을 가진 노드가 물리 주소 87을 가진 노드로 프레임을 보낸다. 두 노드는 링크(버스 접속형태 LAN)에 연결되어 있다. 그림을 보면 물리 주소 10 을 갖는 컴퓨터는 송신자(sender)이고, 물리 주소 87 을 갖는 컴퓨터는 수신자(receiver)이다.

Figure 2.19 Physical addresses

A 6-byte (12 hexadecimal digits) physical address. Example 2.2 As we will see in Chapter 13, most local-area networks use a 48-bit (6-byte) physical address written as 12 hexadecimal digits; every byte (2 hexadecimal digits) is separated by a colon, as shown below: 07:01:02:01:2C:4B A 6-byte (12 hexadecimal digits) physical address.

Example 2.3 Figure 2.20 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 (only two are shown in the figure). So each router has three pairs of addresses, one for each connection.

IP 주소 (IP Address)

Example 2.4 Figure 2.21 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 physical addresses change from hop to hop, logical and port addresses remain the same from the source to destination.

포트 주소(Port address)

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

A 16-bit port address represented as one single number. Example 2.5 As we will see in Chapter 23, a port address is a 16-bit address represented by one decimal number as shown. 753 A 16-bit port address represented as one single number.

2.6 요 약