내일배움캠프 40일차 TIL

OSI 7계층

• 네트워크

네트워크란 여러 컴퓨터, 장치, 기술이 서로 연결되어 정보와 자원을 공유할 수 있는 통신 시스템을 의미한다 이러한 연결은 유선 또는 무선 방식으로 이루어질 수 있고 소규모 환경에서는 간단한 네트워크 구성이 가능하지만 대규모 조직에서는 복잡한 네트워크 아키텍처가 필요할 수 있다

네트워크의 기본 구성 요소로는 노드(컴퓨터, 프린터, 라우터 등 네트워크에 연결된 장치), 통신 매체(유선 케이블, 무선 신호 등), 네트워킹 하드웨어(스위치, 라우터 등), 그리고 통신을 가능하게 하는 소프트웨어 프로토콜이 있다

---

LAN vs WAN

 

• LAN (Local Area Network)
  • 사무실이나 빌딩처럼 비교적 좁은 범위의 네트워크를 말한다
• WAN (Wide Area Network)
  • 서로 떨어져 있는 LAN 사이를 전용선 등으로 연결한 광역 네트워크를 말한다

• PAN (Personal Area Network)
  • 개인 영역 네트워크로, 개인 사용자의 소규모 네트워크이다 블루투스 연결이 이에 해당된다
• MAN (Metropolitan Area Network)
  •  도시 영역 네트워크로, 도시나 큰 캠퍼스를 커버하는 네트워크이다

---

• 클라이언트와 서버

클라이언트와 서버는 네트워크 환경에서 중요한 개념이다 이 둘은 네트워크 상에서 정보와 자원을 공유하는 방식을 정의한다

서버(Server)

서버는 네트워크 상에서 데이터나 서비스를 제공하는 컴퓨터나 프로그램을 말한다 서버는 클라이언트의 요청을 받아 처리한 후 그 결과를 클라이언트에게 전송한다 서버는 일반적으로 고성능의 컴퓨터로 여러 클라이언트의 요청을 동시에 처리할 수 있다 서버는 여러 유형이 있으며, 그 용도에 따라 웹 서버, 파일 서버, 메일 서버 등으로 구분된다

• 웹 서버: 웹 페이지와 웹 애플리케이션을 호스팅하고, HTTP 요청을 처리하여 웹 브라우저에게 웹 페이지를 제공
• 파일 서버: 파일과 데이터를 저장하고, 네트워크 상의 다른 컴퓨터와 파일을 공유
• 메일 서버: 이메일의 전송과 수신을 관리

클라이언트(Client)

클라이언트는 서버에 서비스나 데이터를 요청하는 컴퓨터나 프로그램을 말한다 일반적으로 사용자가 사용하는 개인 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등이 클라이언트의 역할을 한다 클라이언트는 서버에 접속하여 특정 서비스를 요청하고, 서버로부터 받은 결과를 사용자에게 제공한다

클라이언트-서버 모델은 네트워크 통신의 기본적인 구조로, 하나 이상의 클라이언트가 서버에 접속하여 서비스를 이용하는 방식이다 이 모델에서 클라이언트와 서버는 각각 독립된 역할을 수행하며 이를 통해 효율적으로 자원을 관리하고 데이터를 처리할 수 있다

이러한 클라이언트-서버 아키텍처는 웹 서비스, 이메일 교환, 파일 공유 등 다양한 분야에서 활용되며, 네트워크 기반의 서비스를 제공하는 데 있어 핵심적인 역할을 한다

• OSI 계층별 역할

OSI모델은 네트워크 통신 과정을 7개의 계층으로 나누어 설명하는 이론적인 모델이다 각 계층은 특정 역할과 기능을 가지며 하위 계층에서 처리된 데이터는 상위 계층으로 전달되어 점차 추상화되고 복잡해지는 특징이있다 이 모델은 네트워크 통신의 복잡성을 감소시키고 다양한 네트워크 기술 간의 호환성을 높이는 데 목적이 있다

---

1. 물리 계층(Physical Layer)
   • 역할: 비트 전송, 물리적 연결, 전기적 신호 변환 등을 담당
   • 기능: 케이블, 허브, 리피터 등의 하드웨어를 통해 데이터를 전기적 신호로 변환하고, 이를 전송 매체를 통해 전달
2. 데이터 링크 계층(Data Link Layer)
   • 역할: 물리 계층을 통해 송수신된 데이터의 오류 검출 및 수정, 프레임으로의 데이터 구성을 담당
   • 기능: MAC 주소를 이용한 주소 지정, 흐름 제어, 오류 제어 등을 수행한다 스위치와 브리지가 이 계층에 속한다
3. 네트워크 계층(Network Layer)
   • 역할: 다양한 네트워크 간의 데이터 전송을 담당하며, 라우팅과 주소 지정이 핵심 기능
   • 기능: IP 주소를 이용한 라우팅, 데이터 패킷의 전송 경로 결정 등을 수행한다 라우터가 이 계층의 대표적인 장비
4. 전송 계층(Transport Layer)
   • 역할: 종단 간(End-to-End) 통신을 관리하며, 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장
   • 기능: 세그먼트 생성, 포트 번호를 이용한 주소 지정, 오류 복구, 흐름 제어 및 혼잡 제어 등을 수행한다 TCP와 UDP 프로토콜이 이 계층에 속한다
5. 세션 계층(Session Layer)
   • 역할: 통신 세션을 관리하며, 데이터 교환의 동기화와 복구를 담당
   • 기능: 세션 생성, 관리, 종료 및 데이터 교환 중 일시 중지와 재개 등을 관리
6. 표현 계층(Presentation Layer)
   • 역할: 데이터의 표현 방식을 관리하며, 암호화와 압축을 담당
   • 기능: 데이터 포맷 변환(예: ASCII, EBCDIC), 데이터 암호화 및 압축, MIME 인코딩 등을 수행
7. 응용 계층(Application Layer)
   • 역할: 사용자와 가장 가까운 계층으로, 네트워크 서비스와 직접적인 사용자 인터페이스를 제공
   • 기능: 웹 브라우징(HTTP), 이메일(SMTP, POP3), 파일 전송(FTP) 등 사용자가 네트워크에 접근하기 위한 다양한 응용 프로그램을 지원

---

• TCP/IP 프로토콜

TCP/IP는 인터넷에서 데이터를 전송하기 위해 사용되는 기본적인 커뮤니케이션 프로토콜이다 TCP와 IP는 두 개의 별개 프로토콜이지만 일반적으로 함께 사용되어 데이터의 인터넷상에서의 전송을 가능하게 한다 TCP/IP 모델은 OSI 모델보다 실제 구현에 더 가까운 4계층의 구조를 가지고 있다

---

1. 응용 계층(Application Layer)
   • 사용자가 네트워크에 접근할 수 있게 하는 인터페이스를 제공
   • HTTP, FTP, SMTP 등과 같은 다양한 프로토콜이 이 계층에 속한다
   • 사용자의 요구에 따라 데이터를 생성하고, 다른 계층으로 데이터를 전달한다
2. 전송 계층(Transport Layer)
   • 종단 간 통신을 담당한다 데이터를 세그먼트로 나누고, 이를 네트워크를 통해 전송한다
   • TCP와 UDP가 이 계층의 핵심 프로토콜이다 TCP는 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하는 반면 UDP는 빠른 전송을 위해 오류 검사 및 복구 기능을 최소화한다
3. 인터넷 계층(Internet Layer)
   • 데이터 패킷을 송수신하기 위한 경로를 결정한다 IP 주소를 사용하여 패킷을 올바른 목적지로 라우팅한다
   • IP는 패킷의 전송을 담당하며 ICMP는 네트워크 문제를 진단하고 보고하는 데 사용된다
4. 네트워크 인터페이스 계층(Network Interface Layer)
   • 물리적 네트워크 하드웨어와 데이터 링크 계층 프로토콜을 통해 데이터를 전송한다
   • 이 계층은 OSI 모델의 물리 계층과 데이터 링크 계층에 해당합니다. 이더넷, Wi-Fi 등의 기술이 여기에 포함된다

---

주요 특징

• 신뢰성 있는 데이터 전송
  •  TCP는 데이터가 순서대로, 오류 없이 도착하도록한다 데이터가 손실되거나 순서가 바뀌었을 때는 TCP가 자동으로 재전송을 요청한다
• 효율적인 라우팅
  •  IP는 데이터 패킷을 송신자로부터 수신자까지 가장 효율적인 경로를 통해 전송한다
• 유연성
  •  다양한 네트워크 환경과 기술에 적용할 수 있으며 새로운 기술과의 호환성도 좋다