🌏 네트워크 구조 이해:: OSI모델의 전체 흐름 이해하기

OSI모델의 전체 흐름에 대해 공부하기

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🌏 네트워크의 전체 흐름 살펴보기

🚀 What I Will Learn

• OSI모델의 전체 흐름 이해하기
• 웹에 접속할 때 이루어지는
  • 캡슐화와
  • 역캡슐화 이해하기

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LESSON 32. 랜 카드에서의 데이터 전달과 처리

웹 사이트에 방문했을 때 이루어지는 전체적인 데이터 처리 과정에 대해 이해하기

1) 네트워크의 구성

계층	이름	역할
1 계층	물리 계층	데이터를 전기 신호로 변환
2 계층	데이터 링크 계층	랜에서 데이터를 송수신 하는데 필요
3 계층	네트워크 계층	다른 네트워크에 있는 목적지에 데이터를 전달
4 계층	전송 계층	목적지에 데이터를 정확하게 전달하는 역할
7 계층 (세션 계층: 5 계층 표현 계층: 6계층)	응용 계층 (세션 계층과 표현 계층 포함)	애플리케이션 등에서 사용하는 데이터를 송수신

컴퓨터, 스위치, 라우터, 웹 서버로 구성된 네트워크를 살펴보면 아래의 그림인데,

이 그림을 OSI모델로 표현하면 아래의 그림으로 이해할 수 있다

2) 컴퓨터의 데이터가 전기 신호로 변환되는 과정

컴퓨터의 웹 브라우저에 URL을 입력할 때 부터 웹 서버에 도착할 때 까지 OSI모델은 캡슐화와 역캡슐화가 이루어진다

웹 브라우저에 URL을 입력하고 엔터키를 누르면 캡슐화가 시작된다. 단, 3-way 핸드셰이크는 이미 완료되어 연결이 확립되어 있다고 가정하고 살펴보자

✔️ 캡슐화 과정

① 3-way 핸드셰이크 이후, 응용 계층에서 데이터를 요청하는 HTTP 메시지를 전송

② 전송 계층에서

• 출발지 포트 번호와 목적지 포트 번호 포함된 **TCP 헤더**가 붙은
• 세그먼트(=TCP헤더를 가진 데이터)가 생성되어 네트워크 계층으로 전달

③ 네트워크 계층에서

• 출발지 IP 주소와 목적지 IP 주소가 포함된 **IP 헤더**가 붙은
• IP 패킷(=IP헤더가 붙은 데이터) 이 생성되어 데이터 링크 계층으로 전달

④ 데이터 링크 계층에서

• 출발지 MAC 주소와 목적지 MAC 주소가 포함된 **이더넷 헤더**가 붙은 이더넷 프레임 생성

⑤ 물리 계층에서 이더넷 프레임을 전기 신호로 변환한 후, 네트워크로 전송

✔️ 역캡슐화 과정

• 캡슐화 과정과 반대로 진행
  • 붙은 헤더들이 차례로 떨어지고 데이터만 남는다.

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LESSON 33. 스위치와 라우터에서의 데이터 전달과 처리

1) 스위치에서의 데이터 전달과 처리

스위치A: 데이터 링크 계층에서 데이터를 전기 신호로 변환하여 라우터A로 전송

2) 라우터에서의 데이터 전달과 처리

라우터A에서는

1️⃣ 데이터 링크 계층에서 이더넷 프레임의 목적지 MAC 주소와 자신의 MAC 주소 비교

2️⃣ 비교 후 같으면 이더넷 헤더와 트레일러 분리 (역캡슐화)

3️⃣ 네트워크 계층에 전달 후 라우팅 테이블과 목적지 IP 주소 비교

4️⃣ 목적지 IP 주소를 체크한 후 라우팅 수행

5️⃣ 데이터 링크 계층으로 전달해서 이더넷 헤더와 트레일러 붙이기 (라우터에 전달되도록)

6️⃣ 물리 계층에서 전기 신호로 변환한 후 네트워크로 전송 (라우터1 ➔ 라우터2)

7️⃣ 수신 라우터에서 이더넷 프레임의 목적지 MAC 주소와 자신의 MAC 주소 비교

8️⃣ 주소 같으면 역캡슐화 수행 후 네트워크 계층으로 전달, 라우팅 테이블과 목적지 IP 주소 비교

9️⃣ 라우팅 수행 후 이더넷 헤더와 트레일러 붙이기 (스위치에 전달되도록)

🔟 물리 계층에서 전기 신호로 변환한 후 네트워크로 전송 (라우터2 ➔ 스위치2)

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Lesson 34. 웹 서버에서의 데이터 전달과 처리

1) 웹 서버에서의 데이터 전달과 처리

1️⃣ 물리 계층에서 전기 신호로 변환된 데이터 수신

2️⃣ 데이터 링크 계층에서 이더넷 프레임의 목적지 MAC 주소와 자신의 MAC 주소 비교

3️⃣ 비교 후 같으면 이더넷 헤더와 트레일러 분리 (역캡슐화)

4️⃣ 네트워크 계층에서 목적지 IP 주소와 웹 서버의 IP 주소 같은지 확인

5️⃣ 같으면 IP 헤더 분리 후 전송 계층으로 전송

6️⃣ 전송 계층에서 목적지 포트 번호 확인

• 전달할 애플리케이션 확인 후 TCP헤더 분리, 응용 계층에 전달

7️⃣ 응용 계층에 도착! 어플리케이션에서 사용

✔️ 동적 라우팅과 정적 라우팅

✅ 정적 라우팅

• 관리자가 미리 라우팅 테이블에 경로를 수동으로 추가
• 목적지까지의 경로가 고정되어 있거나, 목적지까지의 경로가 하나로 한정될 경우 사용

✅ 동적 라우팅

• 네트워크 변경을 자동으로 감지하여 라우팅 테이블을 업데이트 & 네트워크 장애 발생 시 라우터끼리 정보 교환 후 최적의 경로로 전환
• 관리자가 수동으로 추가할 필요 X
• 라우터에 많은 경로가 등록되어야 하는 대규모 네트워크에서 사용

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:: 용어 정리💡

• OSI모델(Open Standards Interconnection Model): 국제표준화기구(ISO)가 1977년에 정의한 국제 통신 표준 규약이다. 네트워크의 기본 구조를 7개의 계층으로 나눠서 표준화한 통신 규약으로 현재 다른 모든 통신 규약의 기반이 된다.

• 헤더(header): 저장되거나 전송되는 데이터의 맨 앞에 위치하는 추가적인 정보 데이터를 말한다. 데이터의 내용과 성격을 식별 또는 제어하는 데 사용된다.

• 트레일러(trailer): 데이터의 맨 뒤에 위치하는 정보로 데이터의 무결성을 보장하는 데 사용한다.

• 라우팅(routing): 네트워크에서 패킷을 목적지까지 보낼 수 있는 여러 경로 중 한 가지 경로를 설정해 주는 과정을 말한다.

• 스위치(switch, 스위칭 허브): 랜을 구성할 때 단말기 간 스위칭 기능을 가진 통신망 중계 장치를 뜻한다. 컴퓨터(호스트)에서 특정한 단말기로 패킷을 보낼 수 있는 기능을 갖고 있어 통신 효율이 향상된다.

• 라우터(router): 서로 다른 네트워크를 연결해 주는 장치로 한 네트워크에서 다른 네트워크로 패킷을 전송할 수 있도록 한다.