1-3. Layered Protocol Model

아주대학교 노병희 교수님의 강의와 강의노트를 기반으로 정리한 내용입니다.

수강한지 1년이 지나 복습 겸 작성하는 글이기 때문에 잘못된 내용이 있다면 댓글로 알려주시면 감사하겠습니다. 🙏

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1. Layered Protocol Reference Model

네트워크는 layered model로 이루어져 있다. Layered Model을 사용했을 때의 이점은 다음과 같다.

 

1. assists in protocol design

2. fosters competition

3. changes in one layer do not affect other layers

4. provides a common language

5. better learning and understanding protocols

 

Layer architecture models에서 두 entity간 성공적인 communication을 위해서는 다음의 3가지 항목이 필수적이다.

 

1. 두 entity간 같은 수의 layer를 가질 것

2. peer layer간 같은 protocol을 사용할 것

3. upper와 lower layer간 같은 interface를 사용할 것

 

위 3가지가 정말 중요하다. 네트워크의 개념을 잡는데 있어서 핵심이다. 위의 3가지를 만족해야 하기 때문에, 다른 layer간 protocol은 존재하지 않으며, 직접적으로 연결되지 않은 layer간 interface 또한 존재하지 않고, 서로 다른 layer 수를 가진 entity간 communicate를 하는 것이 불가능하다.

 

Layered Model은 크게 OSI model과 TCP/IP model의 2가지로 나눌 수 있다.

 

OSI Reference model은 Open Systems Interconnection의 약자로, ISO의 공식 표준이고, 7개의 layer를 가진 model이다. 하지만 이 규격이 너무 늦게 등장했기 때문에, OSI model보다는 뒤에 소개할 TCP/IP model을 사용한다.

 

TCP/IP model은 사실상(de fecto) 표준으로, 5개의 layer를 가진 model이다. 현재 우리가 사용하는 네트워크는 대부분 TCP/IP model로 이루어져 있다고 생각하면 된다.

 

OSI 7 layers model과 TCP/IP model을 비교한 그림은 다음과 같다.

OSI 7 Layers 에서 session, presentation, application layer가 TCP/IP model에서 application layer 하나로 합쳐진 것을 확인할 수 있다. 그리고, TCP/IP model에서는 OSI 7 Layers model에는 없는, Network Access가 추가된 것을 확인할 수 있다.

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2. OSI 7 Layers Model

OSI 7 layers model에 대해 더 자세히 알아보자. 앞서 그림에서, OSI 7 Layers는 application, presentation, session, transport, network, data link, physical의 7가지 layer로 구성된 것을 확인하였다. 각 layer가 어떤 역할을 하는지 조금 더 자세히 살펴본다.

 

Application layer는 OSI 환경에 접근하기 위한 application을 위한 수단이다.

Presentation layer는 어떤 data를 어떠한 형태로 바꾸는 것으로, 이 layer에서 data formats and coding, data compression, encryption 등의 기능을 제공한다.

Session layer는 application 간의 dialogues를 control한다. Dialogue discipline (open/close/play/stop/ff/rew) 등이나 Grouping, Error Recovery 등의 작업이 여기서 이루어진다.

Transport layer는 application layer process들 간 정보를 어떻게 전달할 것인가에 대한 기준을 제공한다. 보통 transport layer에서는 error free, in sequence, no losses, no duplicates, quality of service 등의 작업을 수행한다.

Network layer는 한 end system에서 만들어진 정보를 다른 end system으로 전달하는 역할을 담당하며, routing이나 forwarding이 여기에 해당한다.

Data Link layer는 terminals들 간 frame의 reliable delivery를 담당한다. Framing, media access control(MAC), error detection and control, flow control 등이 여기에서 이루어진다.

Physical layer는 coaxial, fiber, wireless 등의 방법으로 device들 간 physical interface를 제공한다.

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3. 왜 TCP/IP를 사용할까?

위에서 보았듯, TCP/IP에서는 OSI 7 layers에서의 application, presentation, session 의 3가지 layer를 통해 거쳐서 이루어지는 일들을 application layer 하나에서 수행할 수 있다. 만약 OSI 7 layers를 그대로 사용한다면, layer들 간에 independence를 보장해주어야 하기 때문에 서로 다른 회사들에서 만든 layer들간 통신 제약이 발생할 수 있다. 그러나 TCP/IP는 이를 하나로 합치면서 복잡성이 떨어지고 단순해지기 때문에 TCP/IP model을 주로 사용한다.

 

아래 그림에서 왼쪽은 OSI 7 layers model이고, 오른쪽은 TCP/IP model인데 TCP/IP model이 훨씬 더 단순한 것을 확인할 수 있다.