네트워크(LAN, WAN), 프로토콜, OSI 7계층 vs TCP/IP 4계층

네트워크란?

- 통신이 가능한 디바이스를 2대 이상 연결해 놓은 것입니다.

- 컴퓨터 간의 파일을 공유하거나 디렉터리를 공유하는 것입니다.

- 전자 메일 등 커뮤니케이션을 지원합니다.

- 전자 뉴스나 www에 의한 정보를 공유합니다.

 

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네트워크의 크기(LAN, WAN)

 

1) LAN (Local Area Network)

- 근거리 통신망으로써 조직 내부나 동일 건물 등 비교적 좁은 지역을 연결하기 위한 네트워크입니다.

- 사무실 하나, 강의장 하나 등의 짧은 거리(작은 크기)에서 사용합니다.

- LAN을 구성하기 위해서는 스위치, 스위치 허브, 허브 등의 장비가 필요합니다. 따라서 초기 투자 비용은 많이 들지만 유지비용은 적게 듭니다.

- 요즘은 가정에서는 공유기를 네트워크 장비로 사용하고 회사에서는 네트워크 공사가 따로 진행되기 때문에 LAN 케이블을 사용합니다.

- 관리자가 직접 관리하는 방식입니다.

- 속도는 보통 요즘은 1GBPS까지 사용하실 수 있습니다. 이 속도가 인터넷 통신의 속도에 영향을 미치는 것은 아닙니다. 내부 통신만 빨라질 뿐 인터넷 통신의 속도가 빨라지지는 않습니다.

 

2) WAN (Wide Area Network)

- LAN보다 확장된 개념입니다.

- 내부 통신망을 사용하는 것 뿐만 아니라 외부에 있는 또 다른 LAN들과 통신하기 위해서 네트워크로 연결해 놓은 것입니다.

- 외부 네트워크와 연결하기 위해서는 라우터 장비가 필요합니다.

- LAN네트워크 끝단에 있는 라우터를 게이트웨이 라우터라고 합니다.

- 개인이 이 WAN네트워크를 구성하기에는 비용적인 부담이 크기 때문에 LG나 KT같은 인터넷 제공업체(ISP업체)를 통해 임대해서 사용해야 합니다.

- WAN은 LAN에 비해 초기 설치 비용은 덜 들지만 유지 비용이 많이 듭니다.

 

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프로토콜이란?

컴퓨터나 네트워크 장비가 서로 통신하기 위해 미리 정해놓은 약속(통신규약)입니다. 이 규약은 아무나 정하는 것이 아니라 협회 같은 곳에서 정의합니다.

* 국제 표준화 기구의 종류
ANSI, IANA, RFC(IETF), IEEE

이 중 네트워크에서 많이 등장하는 표준화 기구는 IEEE입니다.

IEEE가 정의한 프로토콜에 대해 알아보겠습니다.

- IEEE 802.3: 물리적 매체에 대한 프로토콜입니다.

- IEEE 802.3ad: 케이블에 대한 프로토콜입니다.

- IEEE 802.1q: 공유기와 스위치 관계에 대한 프로토콜입니다.

- IEEE 802.11: 무선에 대한 프로토콜입니다.

 

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OSI 7계층 vs TCP/IP 모델

 

 

OSI 7계층에서의 5, 6, 7계층을 다 합쳐서 TCP/IP 모델에서는 Application(응용)계층이라고 합니다.

TCP/IP 모델에 대해 좀 더 자세히 알아보겠습니다.

 

- Application층

실제 사용자가 사용하는 프로그램의 계층입니다(ex. 택배를 보내는 행위 자체)

E-Mail, Web Service, FTP, DHCP 등의 서비스들이 여기 해당합니다.

- Transport층

통신하고자 하는 대상에게 데이터를 전달하기 위한 포장 과정입니다.(ex. 포장지, 에어캡 등)

TCP와 UDP가 있으며 서로 다른 특징을 갖습니다.

- Internet(Network)층

통신하고자 하는 대상에게 데이터를 전달하기 위해 주소를 적는 과정입니다.(ex. 집 주소)

대표적으로 IP주소가 있습니다.

3계층까지 실질적인 사용자에 의해 결정이 되는 부분입니다.

- Data Link, Physical층

실질적으로 Network인프라 환경이 여기에 속합니다.

Data Link: 전송방식을 결정합니다.(ex. 트럭, 비행기, 수송선 등 물건을 배달하기 위한 운송 수단)

Physical: 실제 데이터가 전달되는 케이블입니다.(ex. 트럭이 다니는 도로, 비행기의 항로 등)

 

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Data Encapsulation & de-encapsulation

 

 

Encapsulation과정

5, 6, 7계층에서 만들어진 데이터는 4계층 Transport(전송)층으로 보냅니다. 4계층에서는 넘어온 데이터에 헤더를 붙입니다. 이 헤더에는 TCP나 UDP에 대한 정보가 들어갑니다. 

헤더를 붙인 뒤, 다시 3계층으로 보냅니다.

3계층에서도 데이터에 헤더를 붙입니다. 이 헤더에는 받는 사람의 IP주소, 보내는 사람의 IP주소가 들어갑니다.

3계층에서 2계층으로 데이터를 보냅니다.

2계층에서도 똑같이 헤더를 붙입니다. 이 헤더에는 어떤 방식을 통해 전송을 할 건지에 대한 정보가 들어갑니다. 요즘은 대부분 이더넷을 사용하기 때문에 이더넷 전송에 대한 헤더가 들어갑니다. 2계층에서는 Footer(푸터)라는 것도 붙이는데 이 푸터는 전송과정에서 생길 수 있는 오류 검출을 위해 사용합니다.

2계층에서 1계층으로 데이터를 보냅니다.

1계층에서는 받은 데이터를 2진수로 변환을 다 시킨 다음 수신 측에 보냅니다.

 

de-Encapsulation과정

1계층에서는 받은 데이터를 2계층으로 보냅니다.

2계층에서는 푸터를 확인해서 전송 과정 중에 생긴 오류가 있는지 없는지 확인합니다. 오류가 없으면 헤더를 뗀 다음 데이터를 확인합니다. 2계층에 해당하는 네트워크 장비는 스위치이기 때문에 스위치가 이 과정을 수행합니다. 

과정이 끝나면 3계층으로 데이터를 보냅니다.

3계층에서는 3계층 헤더를 분석합니다. 보내는 사람이 누구고 받는 사람이 진짜 자신인지 확인합니다. 3계층에 속하는 네트워크 장비는 라우터입니다. 이 라우터가 헤더를 분석합니다. 분석한 다음 헤더를 떼고 4계층으로 보냅니다.

4계층에서는 TCP인지 UDP인지 확인을 합니다. 포트번호도 함께 들어가 있기 때문에 어떤 서비스와 연결해야 하는지 확인합니다. 4계층에 속하는 네트워크 장비로는 L4스위치가 있습니다. 이 L4스위치는 2계층에서 사용하는 일반 스위치보다 성능이 뛰어난 스위치입니다.

애플리케이션 단(5, 6, 7계층)에서는 데이터를 확인합니다.

 

 

** TCP/IP모델의 각 계층에 대한 내용은 다음 글에 작성하겠습니다.