컴퓨터공학 공부

컴퓨터공학 공부 다시 시작하기 21주차-네트워크 개요, 프로토콜/프로토콜 기본 구조와 동작 이해, OSI 7 이해(네트워크)

개발학생 2025. 3. 31. 14:20
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1. 네트워크 개요

컴퓨터에서 네트워크란?

  • Computer Network: 컴퓨터 간 통신을 의미(이를 위한 규칙이 있음)
    -> 파일 송/수신, 웹 사이트, 이메일 열람 등

범위별 네트워크 구분

  • LAN(Local Area Network): 건물 등 특정 지역을 범위로 하는 네트워크
  • WAN(Wide Area Network): 인터넷 서비스 제공자(ISP) 등이 제공하는 광역 네트워크
  • WLAN(Wireless Local Area Network): 무선 근거리 네트워크

2. 프로토콜/프로토콜 기본 구조와 동작 이해 (네트워크 핵심 용어)

프로토콜

  • 컴퓨터 통신을 하기 위한 규칙으로, 독립적인 여러 규칙이 필요함

OSI 7 Layer(OSI 7 계층)

  • ISO(국제 표준화 기구)에서 제정한 모델
  • 다양한 컴퓨터 간 데이터 전송을 지원할 수 있는 추상적인 모델을 표준화
  • 각 계층마다 동작하는 프로토콜 존재

 

3. OSI 7 이해

OSI 7 Layer(OSI 7 레이어)

계층 이름 설명
7계층 응용 계층(Application Layer) 이메일, 파일 전송, 웹사이트 열람 등 애플리케이션에 대한 서비스 제공
6계층 표현 계층(Presentation Layer) 문자 코드, 압축, 암호화 등의 데이터 변환 담당
5계층 세션 계층(Session Layer) 연결 설정 및 유지, 세션 관리 
4계층 전송 계층(Transport Layer) 신뢰할 수 있는 통신 구현
3계층 네트워크 계층(Network Layer) 다른 네트워크와 통신을 위한 경로 설정/논리 주소 결정
2계층 데이터링크 계층(Data Link Layer) 네트워크 기기 간 데이터 전송 및 물리 주소 결정
1계층 물리 계층(Physical Layer) 시스템 간 물리적 연결과 전기신호 변환 및 제어

캡슐화(Encapsulation)와 역캡슐화(Decapsulation)

  • 송신 측: 캡슐화, 수신 측: 역캡슐화
  • 헤더(header): 데이터 송신 시 필요한 정보를 데이터에 추가
  • 바디(body): 실제 데이터 

물리 계층(Physical Layer)

  • 대표 프로토콜: 이더넷(물리적 매체), RS-232 (직렬 통신)

출처-본인 + The  Vital Edge

데이터링크 계층(Data Link Layer)

  • 이 계층에서 정의되는 데이터 단위를 프레임이라고 함 
  • 대표 프로토콜: Ethernet(이더넷), PPP, ARP

네트워크 계층(Network Layer)

  • 이 계층에서 정의되는 데이터 단위를 패킷(Packet)이라고 함 
  • 대표 프로토콜: IP(IPv4[43억개 주소], IPv6[340조 x 1조 x 1조 개의 주소]), ICMP, RIP, OSPF

전송 계층(Transport Layer)

  • 목적지에 신뢰할 수 있는 데이터 전달
    : 데이터 전송 중 손상/유실 오류 점검(체크섬), 어떤 응용프로그램에 데이터 전달할지 식별(포트)
  • 대표 프로토콜: TCP, UDP 

TCP vs UDP 프로토콜

  • TCP: 연결형 프로토콜로, 데이터의 전송 순서 및 신뢰성 보장(데이터 송 수신 시 수신 가능 여부/정확한 수신 여부 확인 필요)
    -> TCP 데이터는 세그먼트라고 부름 
  • UDP: 비연결형 프로토콜로, TCP보다 전송 속도가 빠르기 때문에 주로 스트리밍/브로드캐스팅 서비스에 이용
    (데이터 송 수신 시 수신 가능 여부/정확한 수신 여부 확인이 필요하지 않음)
    -> UDP 데이터는 데이터그램이라고 부름 

포트(port) 번호

  • 목적지에서 어떤 응용프로그램에 데이터를 전달해야 하는지 식별
  • 0 ~ 65535 중에서 결정됨
  • 웹서버는 주로 포트 80번의 데이터를 받고, 이메일은 주로 포트 110번의 데이터를 받고, FTP는 주로 포트 21번의 데이터를 받음 

세션 계층(Session Layer)

  • 세션 또는 대화(Dialogue) 연결 및 관리 담당
    : FTP로 여러 파일을 각각 다운로드 받을 떄, 각 다운로드 연결/관리 처리
  • 대표 프로토콜: TLS, NetBIOS

표현 계층(Presentaion Layer)

  • 응용 계층으로부터 전달받거나/전달하는 데이터의 암호화 담당 
  • 대표 프로토콜:  SSL, JPEG, MPEG

응용 계층(Application Layer)

  • 네트워크 응용 프로그램을 위한 인터페이스 제공 (사용자와 직접 상호작용)
  • 대표 프로토콜: HTTP, FTP, SMTP, DNS 
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