🌏 네트워크 기초 지식:: 통신의 기본 규칙

개인 공부 과정을 기록합니다.

네트워크 통신의 기본 규칙인 프로토콜에 대해 공부해보자!

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🌏 네트워크 통신의 기본 규칙

🚀 What I Will Learn

• 프로토콜을 이해한다
• OSI 모델과 TCP/IP 모델을 이해한다
• 캡슐화와 역캡슐화를 이해한다

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LESSON 06. 네트워크의 규칙

1) 프로토콜(protocol)이란?

프로토콜(protocol): 네트워크에서 지켜아 할 규칙(약속)

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LESSON 07. OSI 모델과 TCP/IP 모델

네트워크에서는 데이터를 주고받기 위한 통신 규격이 정해져 있는데, 이 통신 규격이 OSI 모델과 TCP/IP 모델이다

1) OSI 모델이란?

ISO(International Organization for Standardization)는 국제 표준화 기구이다. dl OSI에서 표준 규격을 제정했다. 이게 바로 OSI 모델이다.

OSI 모델: 네트워크 기술의 기본이 되는 모델.

데이터의 송수신은 컴퓨터에서 컴퓨터로 데이터를 전송하는 것을 말하는데, 이때 컴퓨터 내부에서는 여러가지 일을 한다. 이러한 일은 일곱 개의 계층으로 나뉘는데 그 계층이 바로 OSI 모델이다. 계층이라는 용어 대신 레이어라는 용어를 사용하기도 한다.

통신을 할 때 데이터는 맨 위의 응용 계층에서 순차적으로 아래 계층으로 전달되고, 수신 측 데이터를 하위 계층에서 상위 계층으로 전달된다. 이때 각 계층은 독립적이므로 데이터가 전달되는 동안에 다른 계층의 영향을 받지 않는다. 그리고, 각각의 계층에는 다양한 프로토콜이 있다.

계층	이름	설명
7계층	응용 계층 (어플리케이션 계층)	이메일 & 파일 전송, 웹 사이트 조회 등 어플리케이션에 대한 서비스를 제공
6계층	표현 계층 (프레젠테이션 계층)	문자 코드, 압축, 암호화 등의 데이터를 변환
5계층	세션 계층	세션 체결, 통신 방식을 결정
4계층	전송 계층 (트랜스포트 계층)	신뢰할 수 있는 통신을 구현
3계층	네트워크 계층	다른 네트워크와 통신하기 위한 경로 설정 및 논리 주소를 결정
2계층	데이터 링크 계층	네트워크 기기 간의 데이터 전송 및 물리 주소를 결정
1계층	물리 계층	시스템 간의 물리적인 연결과 전기 신호를 변환 및 제어

2) TCP/IP 모델이란?

TCP/IP 모델: OSI 모델의 7계층을 4계층으로 변형된 모델

현재는 TCP/IP 모델을 사용하고 있다.

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LESSON 08. 캡슐화와 역캡슐화

데이터를 송수신할 때는는 캡슐화와 역캡슐화가 이루어 진다.

1) 캡슐화와 역캡슐화란?

A컴퓨터에서 B컴퓨터로 데이터를 보내려면 데이터의 앞부분에 전송하는 데 필요한 정보를 붙여서 다음 게층으로 보내야 한다. 이 정보를 헤더라고 한다. 헤더에는 데이터를 전달받을 상대방에 대한 정보도 포함되어 있다.

이처럼 헤더를 붙여 나가는 것을 캡슐화라고 하고, 데이터를 받는 쪽에서는 헤더를 하나씩 제거할 텐데, 이 것을 역캡슐화라고 한다.

일반적으로 5계층 세션 계층과 6계층 표현 계층은 7계층 응용계층에 포함하여 생각할 수 있어서 OSI 모델의 캡슐화와 역캡슐화 흐름은 아래의 그림과 같다.

캡슐화 과정

1. 응용 계층에서 웹 사이트를 접속하기 위한 요청 데이터 생성
2. 해당 데이터는 전송 계층이 전달되고, 전송 계층에서 신뢰할 수 있는 통신이 이루어지도록 응용 계층에서 만들어진 데이터에 헤더를 붙힌다
3. 이렇게 만들어진 데이터를 다른 네트워크와 통신하기 위해 네트워크 계층에서 헤더를 붙힌다
4. 네트워크 계층에서 만들어진 데이터에 물리적인 통신 채널을 연결하기 위해 데이터 링크 계층에서 헤더와 트레일러를 붙힌다 ㅤ• 트레일러: 데이터를 전달할 떄 데이터의 마지막에 추가하는 정보
5. 이렇게 만들어진 데이터는 최종적으로 전기 신호로 변환돼서 수신측에 도착

역캡슐화는 캡슐화의 정 반대 과정이다.

역캡슐화 과정

1. 데이터 링크 계층에서 데이터 링크 계층 헤더와 데이터 링크 계층 트레일러를 제거
2. 네트워크 계층에서 헤더를 제거
3. 전송 계층에서 헤더를 제거
4. 그리고 모든 헤더가 제거된 데이터가 수신 측에 도착

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📌 참고!

VPN이란?

VPN은 Virtual Private Network(가상 사설망)의 약어이다 가상 통신 터널을 만들어 기업 본사나 자사와 같은 거점 간을 연결하여 통신하거나 외부에서 인터넷으로 사내에 접속하는 것을 말한다

예시) 서울에 본사가 있고 부산에 자사가 있다면

• 본사 내부 랜(LAN)에서 지사 내부 랜(LAN)에 접속해 통신하는 것은 물리적인 거리가 멀어 어렵다.
• 이럴 때는 VPN을 사용하여 본사와 지사를 연결하여 통신할 수 있다.

그리고 VPN은 두 종류로 구성되어 있는데

• 1. 인터넷 VPN: 인터넷 VPN에는 거점 간 접속과 원격 접속 연결이 있다. 둘 다 일반 인터넷망을 사용한다.
     • 거점 간 접속은 IPsec이라는 암호 기술 프로토콜을 사용하여 접속
     • 반면 원격 접속 연결은 외부에서 사용하는 컴퓨터와 사내 네트워크를 연결하기 때문에 암호화된 통신로를 만든다.

• 1. IP-VPN
     • MPLS라는 기술을 사용하며 인터넷망이 아닌 통신 사업자 전용 폐쇄망을 사용한다. MPLS는 폐쇄망을 사용하기 때문에 제삼자에 의한 해킹이나 데이터 변조의 위험이 없어 암호화 기능이 필요하지 않다.

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:: 용어 정리💡

• 프로토콜(protocol): 컴퓨터 간에 정보를 주고받을 때의 통신 방법에 대한 규칙이나 표준이다.

• OSI 모델(Open Standards Interconnection model): 국제표준화기구(ISO)가 1977년에 정의한 국제 통신 표준 규약이다. 네트워크의 기본 구조를 일곱 개 계층으로 나눠서 표준화한 통신 규약으로 현재 다른 모든 통신 규약의 기반이 된다.

• TCP/IP 모델(Transmission Control Protocol/Internet Protocol model): OSI 모델 7계층의 네트워크에서 데이터를 전송하는 과정을 네 개 계층(Layer)으로 단순화시켜 사용하는 모델이다. 인터넷 모델이라고도 한다.

• 캡슐화/역캡슐화(encapsulation/decapsulation): 캡슐화는 컴퓨터 통신에서 상위 계층의 통신 프로토콜 정보를 데이터에 추가하여 하위 계층으로 전송하는 기술이다. 반대로 역캡슐화는 상위 계층의 통신 프로토콜에서 하위 계층에서 추가한 정보와 데이터를 분리하는 기술이다.

• 헤더(header): 저장되거나 전송되는 데이터의 맨 앞에 위치하는 추가적인 정보 데이터다. 데이터의 내용이나 성격을 식별 또는 제어하는 데 사용한다.