OSI 7계층- 전송계층, 네트워크 계층

01. 전송 계층

02. TCP/UDP

03. 네트워크 계층

 

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전송 계층 (Transport Layer)

• 전송 측 호스트 시스템으로부터 발생되는 데이터를 분할하고, 수신 측 호스트 시스템에서는 분할된 데이터를 다시 조립하여 원래의 데이터 스트림 제작
• 데이터 전송 서비스를 제공함으로써 세션/표현/응용 계층에서는 전송 기능의 구현 상세를 알고 있을 필요가 없음
• 두 호스트 간 신뢰성 있는 데이터 전송과 같은 문제는 전송 계층에서 다루는 문제
• 통신 서비스를 제공함에 있어서, 전송 계층은 가상 회선 (virtual circuits)을 설정하고, 유지하고 올바르게 종료
• 전송 오류 검출 및 회복과 정보에 대한 흐름 제어 기술을 이용하여 신뢰성 있는 서비스를 제공
• 프로토콜의 예로는 TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol), 그리고 SPX (Sequenced Packet Exchange)

전송 계층의 기본 서비스

• 상위 계층의 애플리케이션 데이터를 세그먼트로 분할
• 발신지 수신지 오퍼레이션을 설정
• 한 디바이스에서 다른 디바이스로 세그먼트를 전송
• 슬라이딩 윈도우에 의한 흐름 제어
• 시퀀스 넘버와 수신 확인 기능에 의한 신뢰성 제공

전송 계층의 흐름제어 (Flow Control)

• TCP 전송 계층 프로토콜은 데이터 세그먼트를 전송할 때 데이터의 신뢰성을 보장할 수 있는데 이를 위한 한 방식이 흐름 제어
• 흐름 제어는 송신 측의 과도 전송에 따른 수신단에서의 버퍼 오버플로우(overflow) 문제를 제거
• 오버플로우 현상은 데이터의 손실을 일으켜서 심각한 문제가 될 수 있음
• 전송 계층 서비스는 발신지 호스트와 목적지 간의 안정적인 데이터 전송을 가능케 하기 위해서 통신할 양단의 시스템 간에 연결형(connection-oriented) 관계가 이용됨

 

• 흐름 제어, 오류 수정 등을 제공
• 끝 대 끝간의 데이터 전송 수행
• 송신지의 컴퓨터와 수신지의 컴퓨터 사이에 논리적으로 연결을 수행

 

요약

• End - to - End Connection
• Host들 간의 전송에 있어 Issue를 Control한다.
• Data전송에 있어 Reliability를 책임진다.
• Virtual Circuit를 맺고 유지하고 종료하는 역할 담당
• Protocol : TCP / UDP

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TCP

• 연결형 방식의 전송 계층 프로토콜로써 안정적인 양방향 데이터 전송을 제공
• TCP는 TCP/IP 프로토콜 스택의 한 부분으로서 연결형 방식으로, 정보의 전송이 시작하기 전에 양단간에 접속이 설정
• TCP는 메시지를 세그먼트의 형태로 잘게 분할하고 목적지에서 다시 재조립하며, 수신이 안 된것에 대해서는 재전송하며 세그먼트들을 재조립해서 메시지로 복구
• 양단의 사용자 애플리케이션 간에 가상 회선(virtual circuit) 을 제공한다

-TCP를 사용하는 응용 계층의 프로토콜

• File Transfer Protocol (FTP)
• Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
• Domain Name Service (DNS)

UDP

• TCP/IP 프로토콜 스택내의 비연결형(connectionless) 방식의 전송 프로토콜
• UDP는 간단한 프로토콜로써 수신 확인이나 전송 보장 없이 데이터를 교환
• 오류 처리나 재전송은 상위 계층 프로토콜에 의해서 처리

TCP와 UDP포트 번호

• TCP와 UDP 모두 상위 계층에 정보를 전달하기 위해 포트 번호를 사용
• IP 주소와 포트 번호의 조합을 소켓(socket)이라 부름
• 포트 번호는 네트워크를 지나는 여러 다른 접속들을 유지 관리하는데 사용
• 애플리케이션 소프트웨어 개발자는 IANA에 의해 정해진 표준 포트 번호를 사용

 

 

전송 계층과 응용 계층간의 포트 정보

 

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네트워크 계층 (Network Layer)

• 지리적으로 서로 떨어져 있는 네트워크 상에 있는 두 호스트 시스템 간의 연결성을 제공하고 경로 선택 기능을 제공하는 복잡한 계층
• 네트워크 계층은 논리 주소 체계 (logical addressing)에 관여
• 프로토콜의 예로는 IP (Internet Protocol), IPX (Internetwork Packet Exchange), AppleTalk등이 있음
• 상위 계층 프로토콜들을 구체적인 하부 네트워크로부터 분리하고 네트워크 연결을 관리

-최적 경로 선정 및 패킷 스위칭 수행

 

-IP를 우편배달 시스템(우체국 : 라우터)과 비교하여 생각해 보면 편지를 보낼 때 이 편지가 어떻게 수신자에게 전해질 지는 (여러 가지 배달 경로 존재) 중요하지 않고, 단지 수신자에게 제대로 전달되는 것만이 중요 (라우터 장비로 패킷전달)

 

-TCP/IP 인터네트워킹 기능의 중요성 때문에 IP는 일반적으로 TCP/IP 모델에서 인터넷 계층 이라고 기술

 

 

IP가 수행하는 작업

• 패킷과 어드레싱 기법의 정의 (전송계층의 각 세그먼트에 IP주소 등 헤더를 붙여 패킷 생성)
• 인터넷 계층과 네트워크 접속 계층간의 데이터 전송
• 원격 호스트로의 패킷 라우팅
• 신뢰성이 없는 프로토콜 (IP가 오류 검출 및 오류 정정 기능을 수행하지 않는다는 뜻)
• => 전송 계층의 TCP 프로토콜이 대신하여 신뢰성을 보장

 

TCP/IP 인터넷 계층에서 동작하는 프로토콜

• IP : 비 연결형의 최선형 (best-effort) 패킷 전달 기능을 제공, 패킷의 내용에는 관여하지 않고, 대신 패킷을 목적지 까지 전달하는 방법에만 관여
• ICMP (Internet Control Message Protocol) : 컨트롤 및 메시징 기능 제공
• ARP (Address Resolution Protocol) : IP 어드레스가 주어졌을 때 이에 대한 데이터링크 계층 어드레스 (MAC 어드레스) 를 결정
• RARP (Reverse Address Resolution Protocol) : 데이터링크 계층 어드레스 (MAC 어드레스)가 주어졌을 때 이에 대한 IP 어드레스를 결정

 

 

네트워크계층은 데이터가 목적지까지 전달될 수 있도록 최적의 경로를 선택하여 제공 (Path Determination)

 

요약

• Data의 전달
• 두 Host간의 Connection 및 Path Selection을 제공한다.
• Route, Exchange, Relay
• Packet의 Routing
• Protocol : IP, IPX, Apple Talk

 

 

 

 

데이터 전송 타입

 

Unicast : 한 컴퓨터에서 한컴퓨터로 직접 보내는 것

Broadcast : 한 컴퓨터에서 모든 컴퓨터에게 동시에 보냄

Multicast : 임의의 컴퓨터에서 두대이상 컴퓨터 에게 보내는 구조