모두의 네트워크 Chap8 - 네트워크의 전체 흐름 살펴보기

랜 카드에서의 데이터 전달과 처리

네트워크의 구성

OSI모델 하위계층

L1 : 물리 계층

• 데이터를 전기 신호로 변환하는 데 필요하다.
• 매체 접근에 있어 기계적, 전기적인 물리적 절차를 규정한다.

L2 : 데이터 링크 계층

• 랜에서 데이터를 송수신하는 데 필요하다.
• 개방형 실스템 간의 정보 전송, 전송 오류를 제어한다.

L3 : 네트워크 계층

• 다른 네트워크에 있는 목적지에 데이터를 전달하는 데 필요하다.
• 정보 교환 및 중계 기능, 경로 선정, 유통을 제어한다.

OSI모델 상위 계층

L4 : 전송 계층

• 목적지에 데이터를 정확하게 전달하는 데 필요하다.
• 송수신 시스템 간의 논리적 안정과 균일한 서비스를 제공한다.

L7 : 응용 계층(세션 계층과 표현 계층 포함)

• 애플리케이션 등에서 사용하는 데이터를 송수신하는 데 필요하다.
• 응용 프로세스 간의 연결 접속 및 동기를 제어한다.
• 정보의 형식 설정과 부호 교환, 암호화, 해독한다.
• 1~6계층을 활용하여 OSI환경의 사용자에게 데이터베이스, 전자 사서함 등 다양한 응용 프로그램을 제공한다.

(OSI모델로 나타낸 네트워크 구성)

컴퓨터의 데이터가 전기 신호로 변환되는 과정

OSI모델의 캡슐화와 역캡슐화

컴퓨터의 웹 브라우저에 URL을 입력하는 순간 OSI모델의 캡슐화가 이루어진다. 웹 사이트에 접속해야 하므로 응용 계층에서 시작한다.

URL이란?

Uniform Resource Locator의 약자로 리소스의 구체적인 위치 정보를 지정한다.

웹 브라우저를 이용하여 웹 서버의 웹사이트에 접속하기 위한 요청을 보낼 때 사용하는 것이 HTTP프로토콜이다. 응용 계층에서는 웹 서버에 있는 html 데이터를 얻어야 하므로 GET /index.html HTTP/1.1 ~과 같은 HTTP메시지를 보낸다. HTTP메시지의 GET은 데이터를 보내 달라는 의미로 전송 계층에 전달된다. 전송계층에서는 TCP헤더가 붙는다.

전송 계층의 TCP헤더에서 데이터 식별할 때 출발지 포트 번호와 목적지 포트 번호가 필요하다. 출발지 포트 번호는 잘 알려진 포트(1025번 이상의 포트)를 제외한 포트 중에서 무작위로 선택된다. 목적지 포트 번호는 HTTP이므로 80번 포트가 된다.

이러한 TCP헤더를 가진 데이터를 세그먼트라고 한다. 세그먼트는 네트워크 계층에 전달된다. 네트워크 계층에서는 전송 계층에서 전달받은 세그먼트에 IP헤더를 붙인다. IP헤더에는 출발지 IP주소와 목적지 IP주소가 붙는다. IP헤더가 붙은 데이터는 IP 패킷이 된다.

IP패킷은 데이터 링크 계층으로 전달되어 이더넷 헤더가 붙게 된다. 데이터 링크 계층에서 이더넷 헤더가 붙은 데이터는 이더넷 프레임이 되고, 물리계층에서 전기신호로 변환되어 네트워크로 전송된다.

위의 장황한 내용을 그림으로 설명하면 아래와 같다.

정리

• 웹에 접속할 때는 OSI모델의 상위 계층부터 캡슐화가 이루어진다.

• 웹 서버에 요청을 보낼 때는 HTTP를 이용한다.

• 웹 서버에 있는 html파일을 요청하는 경우에는 GET /index.html HTTP/1.1/과 같은 HTTP메시지를 보낸다.
• 전송 계층에서는 TCP헤더가 추가되며 이를 세그먼트라고 부른다.
• 네트워크 계층에서는 IP헤더가 추가되며 이를 IP패킷이라고 부른다.
• 데이터 링크 계층에서는 이더넷 헤더와 트레일러(FCS)가 추가되며 이를 이더넷 프레임이라고 부른다.
• 물리 계층에서는 데이터가 전기 신호로 변환되어 전송된다.

스위치와 라우터에서의 데이터 전달과 처리

스위치에서의 데이터 전달과 처리