OSI 7계층 모델

복잡한 네트워크 동작 과정을 7개의 계층으로 나누어 네트워크 통신 흐름을 한눈에 알아보고 이해하도록 장려

국제 표준화 기구(ISO; International Organization for Standardization)에서 개발
계층별로 하위 계층의 기능을 이용하고 상위 계층으로 기능을 제공하는 상하 관계

설명

OSI 7 레이어와 TCP/IP 프로토콜 간 계층별 비교

1 Layer - 물리 계층

네트워크의 하드웨어 전송 기술

물리적인 링크의 연결, 유지, 해제 등을 담당

2 Layer - 데이터 링크 계층

Physical 계층에서 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 데이터 전달을 수행

TCP/IP 프로토콜 상 Network Interface 계층으로 분류
Ethernet, Wi-Fi, 물리적인 케이블 등

3 Layer - 네트워크 계층

데이터를 목적지까지 빠르고 안전하게 전달(라우팅)

여러 노드를 거칠때마다 최적의 경로를 탐색
TCP/IP 프로토콜 상 Internet 계층으로 분류
IP, ARP, ICMP 등

4 Layer - 전송 계층

종단의 사용자 간 데이터 통신을 다루는 최상위 계층

데이터 전달의 유효성과 효율성을 보장
TCP/IP 프로토콜 상 Transport 계층으로 분류
TCP, UDP 등

5 Layer - 세션 계층

종단 사용자 간의 응용 프로세스 통신을 관리하기 위한 방법 제공

데이터 통신을 위한 논리적인 연결

6 Layer - 표현 계층

데이터의 형식상 차이에 대해 송/수신자 간 이해할 수 있는 형태로 데이터를 표현

데이터 암호화 및 압축 등 수행

7 Layer - 응용 계층

응용 프로세스와 직접 연계하여 실제 응용 프로그램을 사용하게 하는 계층

OSI 5-7 계층은 TCP/IP 프로토콜 상 Application 계층으로 분류
HTTP, SSH, FTP, DHCP 등

IP와 서브넷 마스크

IP(Internet Protocol)

인터넷 상의 네트워크 자원들을 구분하는 고유한 주소

OSI 모델에서 3계층에 해당

구분	IPv4	IPv6
주소 길이	32bit	128bit
표기 방법	8비트씩 4개의 파트로 10진수 표현	16비트씩 8개의 파트로 16진수 표현
예시	39.118.188.233	2002:0221:ABCD:CDEF:0000:0000:FFFF:1234
주소 개수	약 43억 개	약 43억43억43억*43억

퍼블릭 IP(공인 IP)

인터넷 구간의 통신 대상을 식별하기 위해 ISP에서 제공하는 전 세계에서 유일한 IP 주소

프라이빗 IP

일반 가정이나 회사 등의 독립된 네트워크에서 사용하는 내부 IP 주소

프라이빗 네트워크 관리자에 의해 할당
독립된 네트워크 상에서 유일한 주소 보유
프라이빗 IP 주소를 통해 외부 인터넷 구간과 통신 불가능
3가지 대역으로 고정
- ClassA: 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
- ClassB: 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
- ClassC: 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

서브넷 마스크

IP 주소에 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분하는 기준 값

네트워크 ID: 서브넷 식별 영역으로, 1로 표현
호스트 ID: 서브넷에서 대상을 식별로, 0으로 표현
예시(아래 셋은 모두 동일한 서브넷 마스크)
- 11111111.11111111.11111111.00000000
- 255.255.255.0
- /24 (IP CIDR 표기법)

TCP/UDP 및 포트 번호

TCP/UDP

구분	TCP	UDP
OSI 모델	4계층(전송 계층)	4계층(전송 계층)
연결	연결 지향성	비연결 지향성
신뢰성	신뢰성 보장	신뢰성 보장하지 않음
순서	데이터 순서 보장	데이터 순서 보장하지 않음
제어	혼잡 제어, 흐름 제어 제공	혼잡 제어 및 흐름제어 미제공
속도	상대적으로 느림	상대적으로 빠름
서비스	HTTP, SSH, FTP 등	DNS, DHCP 등

포트

서비스를 구분하기 위한 번호

Well-known Port: 0 ~ 1023
- HTTP 80
- DNS 53
Registerd Port: 1024 ~ 49151
Dynamic Port: 49152 ~ 65535

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

동적으로 IPv4 주소를 일정 기간 임대하는 프로토콜

임대 시간이 존재하며, 만료되면 반환하거나 갱신을 수행
UDP 프로토콜
67, 68 포트

DHCP 절차

중앙 집중형 서버/클라이언트 방식으로 동작

DHCP Discover: DHCP 클라이언트에서 DHCP 서버를 찾기 위한 메시지
DHCP Offer: DHCP 서버에서 할당할 IP 주소와 임대 시간을 알림
DHCP Request: DHCP 클라이언트에서 DHCP 서버로 할당받은 IP를 요청
DHCP Ack: DHCP 서버에서 최종적으로 할당 IP를 승인하여 알림

DHCP 동작 절차

DNS(Domain Name System)

복잡한 IP 주소 체계를 해소하기 위한 문자 형태의 도메인 네임을 제공하기 위한 기술

아이피로 구성된 웹 서버를 “google.com” 등으로 이용
UDP 프로토콜
53 포트

라우팅(Routing)

복잡하게 연결된 네트워크 망에서 최적의 경로를 잡아 통신

네트워크 경로를 잡아주는 OSI 모델에서 3계층인 Network 계층의 핵심적인 기능을 수행
최적의 라우팅을 통해 안정적이고 빠른 통신 지향

라우터와 라우팅 테이블

라우터: 라우팅을 수행하는 장비
라우팅 테이블을 통해 경로를 파악하고 원하는 목적지 대상으로 데이터를 전달

라우터와 라우팅 테이블

[Infra]Network