네트워크의 개념

통신프로토콜에서 중심적인 내용 3가지

• 전송오류 복구기능
• 전송속도에 대한 흐름제어
• 데이터의 경로선택에 대한라우팅

0. 프로토콜의 이해

모듈화의  하드웨어와 소프웨어적인 두가지 측면

하드웨어적 측면

컴퓨터는 CPU,Memory,Lan카드 등등 작은 부품들이 모여 하나의 시스템을 구성함

복잡한 시스템을 기능별로 모듈화하면 전체 시스템이 단순해져서 이해하기 쉽다

각 부품들이 독립적인 수행을 하기때문에 고장이나 업그레이드의 상황에 손쉽게 대처가능(문제가 있는 부품만 따로 교체)

소프트웨어적 측면

• 함수를 사용하여 모듈화 할수있다.
• 각 함수는 특정 기능을 개별적으로 수행함으로 각함수가 개별적으로 설계되고 구현 
• 함수의 인터페이스(매개변수)는 함수안에서만 사용됨으로 전체시스템을 이해하기편함

 

각 측면의 공통적인 장점은 한부분만 고장나도 그것만 고치면 된다는것임

계층구조

• 네트워크에서는 독립적인 기능을 수행하는 모듈들이 상하 계층 구조로 연결되어 동작함
• 계층구조에서는 상위계층이 하위 계층에게 서비스를 요청하는 방식으로 동작
• 하위 계층은 요청을 받고 실행한 결과를 상위계층에게 돌려줌
• 하위계층의 실행결과는 주변환경값을 변경(side effect) 혹은 직접 값을 변경할수도있다.

 

모듈화된 프로토콜의 특징

• 복잡한 시스템을 간단하게 재구성할수있음
• 모듈의 독립성은 전체시스템을 간단하게만들어줌
• 분할된 모듈들이 연동할수있는 표준 인터페이스 제공
• 표준인터페이스 는 단순하고 최대한 독립적으로 작동해야함
• 특정 프로토콜 수정시에도 다른 프로토록 영향x

계층구조의 통신 프로토콜 설계시 대표적으로 고려해야할요소

3가지

 

주소표현

• 상대방을 구분할수있는 방법.시스템을 구분하기위해서 이름을 부여하는것을 주소 체계 라칭함 보통은 주로 호스트마다 하나 부여하지만,다수의 호스트를 묶어 하나의 그룹주소로 표기하기도함

 

(멀티 캐스트: 한 번의 송신으로 메시지나 정보를 목표한 여러 컴퓨터에 동시에 전송하는 것을 말한다[불특정 다수포함])

(브로드 캐스트:송신 호스트가 전송한 데이터가 네트워크에 연결된 모든 호스트에 전송되는 방식)

오류제어

•  전송오류에는 데이터가 깨져서 도착하는 데이터 변형 오류와 데이터가 도착하지 못하는 데이터 분실오류가 있음
• 오류제어는 기본적인 기능
• 데이터변형:물리 계층의 전송매체에 대한 물리적인오류=데이터링크에서 오류 해결
• 데이터를 분실 한경우 네트워크의 오류제어기능은 오류의 발생사실은 인지하는것이 급선무고,이후에 재전송 기능을 사용하여 복구가 이루어짐

때때로 알고리즘때문에 문제가 발생하기도함

흐름 제어

• 수신호스트의 버퍼처리속도보다 송신호스트가 데이터를 전송하는 속도가 빠를경우 논리적인 데이터분실 오류가발생함
• 수신호스트가 버퍼에저장된 데이터를 처리하는도중 데이터가 들어오면 일시적으로 저자할 공간이 부족하기때문
• 이는 송신호스트의 전송속도를 조절하는 흐름제어 기능이(flow control) 필요함

요즘 사용x 참고만하자

데이터 전달 방식

특히 반이중 방식 같은 경우 동시에 송수신이 불가능함으로 서로 순서가필요함

전이중,반이중,단방향

서비스 프리미티브

프로토콜의 하위계층이 상위계층에게 서비스를 제공하는방식으로 작동하는데 이를 서비스 프리미티브라고 칭함

연결형 서비스:

비연결형 서비스:

Request:클라이언트가 서버에게 프리미티브 기능을 수행하도록 요청하는것

Indication:클라이언트의 요청을 물리계층에서 인지하고 위에있는 하위계층 프로토콜에 전달

Response:클라이언트에게 응답

Confirm:서버에서 보낸 응답은 Confirm 형태로 클라이언트에 회신됨

1. OSI 7계층 모델

 

임의의 호스트에서 실행되는 계층 n모델은 상대호스트의 계층 n모듈과 논리적으로 통신하는데 이들이 사용하는 규칙을 계층n 프로토콜 이라고 함

동일 계층에서 통신하는 프로토콜을 동료 프로세스라고 부름(peer process)

각각의 계층사이에는 둘사이의 접근방법을 제한하는 인터페이스가 정의됨

상위계층은 하위계층으로부터 서비스를 이용할수있음

항상 말하지만 송신호스트에서 데이터를 전달할때는 동료프로세스에게 직접 전달이 아닌 하위계층을 통하여 간접적으로 서비스를 전달한다. 즉 물리계층을 통해 데이터가 전달된다는 말씀!

 

헤더 정보

 헤더정보는 프로토콜마다 다르게 정의되며 이들은 주소,오류제어,흐름제어를 위한 정보를 포함한다.

호스트끼리 데이터를 주고받고 할때는 라우터가 올바른 경로를 지정해준다.이때 라우터는 자신에게 도착한 데이터의 헤더를 해석하여 적절한 경로를 선택및 헤더정보를 수정하는 작업도 진행한다.(무조건 있는 기능이란말)

전송 계층

통신양 끝단에 있는 전송 연결의 주체 (프로세스) 사이의 종단 연결을 제공

호스트에서 실행되는 프로세스와 프로세스 사이에 연결을 설정하여 데이터를 주고받을수있음

통화연결을 설정하는 계층

전송계층의 하위 계층 물리,데이터,네트워크 계층은 이 전송계층의 연결을 설정하고 지원하는 역할을 수행

전송계층의 상위 계층 세션,표현,응용 계층은 전송계층의 연결을  어떻게 활용할지에 대하여다룬다.

인터넷 모델 TCP/IP프로토콜은 운영체제 내부에 계층 4까지의 기능을 구현하고, 상위 계층의 기능은 사용자 프로그램으로 구현

 

물리계층

[물리적 인터페이스에 관한 사항을 기술함]

전송 매체에서는 개별정보의 비트교환 문제를 다룬다.

하드웨어 시스템으로 구현되고, 데이터의 전송속도, 클락 동기화방법, 물리적 연결 형태등이 있음

 

데이터 링크 계층

물리 계층을 통해 전송되는 데이터의 물리적 전송 오류를 해결

상위 네트워크 계층에 신뢰성 있는 패킷전송을 보장

전송 경로를 선택할 수 없으므로 두 호스트가 1대1로 직접 연결된 환경에서만 데이터 전송을 지원

데이터 링크 계층을 이용해 전송되는 데이터를 프레임이라 부름

프레임 헤드에는 LAN카드에 내장된 송수신 호스트의 MAC주소가 기록

송수신 호스트 사이의 전송 속도 차이를 고려한 흐름 제어 기능도 지원가능(할수는 있다는 것이지 안할수도있다.)

 

네트워크 계층

라우팅문제를 처리전달경로선택은 미리 경로가 정해지는 정적인방식과 네트워크의 현재 부하상태에 따라 결정되는 동적인 방식으로 구분전송데이터를 패킷이라부르며,경로 선택의 기준이되는 호스트 주소가 필요하다,

인터넷에서는 IP프로토콜이 기능을 대신 수행하며 IP주소가 경로선택의 중요한 기준이 된다.인터넷이 연결된 호스트는 네트워크 계층의 주소(IP)와 데이터링크 계층(MAC)의 주소를 모두가짐

네트워크 트래픽이 과도하게 증가하는 문제를 조절하는 혼잡 제어 기능도 네트워크 계층에서 담당(무조건 있는 기능)

전송 계층

송신프로세스와 수신 프로세스를 직접연결하는 end to end(단대단) 통신기능을 제공

하위 계층은 호스트들 사이의 데이터전송에서 발생하는 문제들만 반영

전송계층은 컴퓨터 내부에서 논리적으로 구축되는 연결 주체인 프로세스 사이의 통신 문제를 다룸

전송 계층에서는 전송 오류율,전송 속도 등과 같은 일반 사용자들의 서비스 요구 유형에 대한 고려와 흐름 제어 기능도 제공

세션 계층

상위적 연결 개념의 세션기능을 제공(ex)로그인,파일 전송)

전송계층의 연결이 일시적으로 끊어졌을때 이를 복구하여 세션을 유지하는 기능

호스트간의 대화 제어를 비롯해 일시적인 장애를 해결하기위한 동기 기능,상호 배타적인 동작을 제어하기위한 토큰 제어기능 등을 제공

 

표현 계층

데이터의 의미와 표현방법을 처리

서로 이해할수있는 방식으로 데이터를 코딩함

개인정보등을 암화하는기능과 대용량파일을 압축하는 기술을 제공

 

응용 계층

최상위 응용계층인 만큼 다양하게 존재하는 응응환경에 서 필요한기능을 다룸