[네트워크] 네트워크 면접용 지식 정리

OSI 7계층

면접에서 네트워크 관련 질문이 나올경우를 대비하여 만드는 지식 정리 페이지입니다.

OSI 7계층이란?

• 통신이 일어나는 과정을 7단계로 정의한 국제 통신 표준 규약이다.

 

1계층 - 물리계층(Physical Layer)

• 이 계층에서는 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하게 된다.
• 0, 1로 이루어진 비트로 통신한다.
• 데이터의 종류나 오류를 제어하지않는다.
• 대표적인 장비로는 통신 케이블, 허브, 리피터등이 존재한다.

 

2계층 - 데이터 링크계층(DataLink Layer)

• 네트워크 카드가 만들어질 때부터 물리적 주소값인 맥 주소(MAC address)가 정해져 있음
  브릿지나 스위치를 통해 맥주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달함.
• 에러검출/재전송/흐름제어 : 물리계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.
• 대표적인 장비로는 스위치와 브릿지가 있다.

 

 

 

3계층 - 네트워크 계층(Network Layer) - (IP 계층)

• 주소부여(IP), 경로설정(Route)*
  • 이 계층에서 가장 중요한 기능은 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 라우팅 기능. 여러개의 노드를 거칠때마다 경로를 선택하고 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해주는 호스트간의 논리적인 통신
• 하위계층인 데이터링크 계층의 하드웨어적인 특성에(즉, ATM 이 든 Frame Relay 이든 상관없이) 관계없이 독립적인 역할을 수행
• 비연결성 데이터그램 방식으로 전달되는 프로토콜 ☞ Connectionless
  • 신뢰성(에러제어) 및 흐름제어 기능이 전혀 없어 신뢰성을 확보하려면 IP 계층 위의 TCP와 같은 상위 트랜스포트 계층에 의존

• IP 패킷 헤더 내 수신 및 발신 주소를 포함 ☞ IPv4 헤더, IPv6 헤더, IP 주소
• TCP, UDP, ICMP, IGMP 등이 IP 데이타그램에 실려서 전송

• IP 계층 상에 있는 주요 프로토콜
  • 패킷의 전달을 책임지는 IP
  • 패킷 전달 에러의 보고 및 진단을 위한 ICMP
  • 복잡한 네트워크에서 인터네트워킹을 위한 경로를 찾게해주는 라우팅 프로토콜
• 이 계층의 대표적인 장비는 라우터 이며, 요즘은 2계층의 장비 중 스위치라는 장비에 라우팅 기능을 장착한 Layer 3 스위치도 있다.

 

4계층 - 전송 계층(Transport Layer)

• 양 끝단(End to end)의 사용자들이 데이터를 주고 받을 수 있도록 프로세스 간의 논리적인 통신
• 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해준다.
• UDP, TCP
• 오류검출 및 복구와 흐름제어, 중복검사

TCP 프로토콜(Transmission Control Protocol)

1. 신뢰할 수 있음 (Reliable)

• 양종단 호스트 내 프로세스 상호 간에 신뢰적인 연결지향성 서비스를 제공
• 패킷 손실, 중복, 순서바뀜 등이 없도록 보장, 하위계층인 IP 계층의 신뢰성 없는 서비스에 대해 다방면으로 신뢰성을 제공

1. 연결지향적 (Connection-oriented)

• 연결 관리를 위한 연결설정 및 연결해제 필요

UDP 프로토콜(User Datagram Protocol)

1. 비연결성, 신뢰성 없음

• Datagram 지향의 전송계층용 프로토콜
• 메세지 확인 응답, 수신 메시지 순서, 흐름, Checksum을 제외한 오류검출 모두 없음
  • UDP를 사용하는 프로그램 쪽에서 오류제어 기능을 스스로 갖추어야

1. 실시간 응용 및 멀티캐스팅 가능

• 빠른 요청과 응답이 필요한 실시간 응용에 적합(예:스트리밍)
• 여러 다수 지점에 전송 가능 (1:多)

1. 단순한 헤더

• UDP는 TCP 처럼 16 비트의 포트 번호를 사용하지만 헤더는 고정크기의 8 바이트(TCP는 20 바이트) 만 사용
• 즉, 헤더 처리에 많은 시간과 노력을 요하지 않음

 

5계층 -세션 계층(Session Layer)

• 논리적 연결: 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공
• TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임
  • 하지만 4계층에서도 연결을 맺고 종료할 수 있기 때문에 우리가 어느 계층에서 통신이 끊어 졌나 판단하기는 한계가 있으므로 세션 계층은 4 계층과 무관하게 응용 프로그램 관점에서 봐야 한다.
• 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류복구 명령들을 일괄적으로 다룬다.
• 통신을 하기 위한 세션을 확립/유지/중단 (운영체제가 해줌)

 

6계층 - 표현 계층(Presentation Layer)

• 데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고, 암호화 한다.
• 코드 간의 번역. MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작
  • EBCDIC로 인코딩된 문서 파일을 ASCII로 인코딩된 파일로 바꿔 주는 것,
  • 해당 데이터가 TEXT인지, 그림인지, GIF인지 JPG인지의 구분 등이 표현 계층의 몫
• 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어 준다.

 

7계층 - 응용 계층(Application Layer)

• 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행
• 최종 목적지로서 HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet 등과 같은 프로토콜
• 해당 통신 패킷들은 방금 나열한 프로토콜에 의해 모두 처리되며 우리가 사용하는 브라우저나, 메일 프로그램은 프로토콜을 보다 쉽게 사용하게 해주는 응용프로그램이다. 한마디로 모든 통신의 양 끝단은 HTTP와 같은 프로토콜이지 응용프로그램이 아니다.
• 네트워크 소프트웨어 UI 부분, 사용자의 입출력(I/O)부분