OSI 7Layer와 TCP/IP Layer, Network Topology_20251223

OSI 7Layer와 TCP/IP Layer

• Physcial Layer
  • 각 개별 시스템 간에 비트 단위의 신호를 전송하는 책임 담당
  • 개별 비트의 의미에 대해서는 관여 X
  • 대체적으로 cable이나 물리적인 형태
    • Cable: 랜선과 같이 장비들을 물리적으로 연결하는 전선
• Data Link Layer
  • 시스템을 H/W적으로 구별하며 frame의 형태로 Data를 전송하는 역할 담당
  • CRC 에러 점검을 통해 손상 점검 가능
  • 보통 랜카드, 브릿지, 스위치 등의 장비가 해당되는 계층
    • Frame: 2계층에서 데이터를 주고받는 단위 (패킷의 포장지 역할)
    • CRC(Cyclic Redundancy Check): 데이터 전송 중에 오류(깨짐)가 발생했는지 검사하는 기술
• Network Layer
  • 개별 시스템을 논리적으로 구별하는 역할 담당
  • 인터넷에서 IP가 이 계층에 속하며 여러 프로토콜의 Routing 담당 - router
    • Routing: 목적지까지 갈 수 있는 경로를 설정하고 찾아주는 과정
• Transport Layer
  • 상위 프로토콜을 구분하고 패킷의 순서와 손상을 보장
  • TCP가 여기에 속하며 수신자가 발신자에게 응답을 전송하는 것이 여기서 담당
  • 현재는 tran Layer까지 OS에 포함
• Application
  • OSI에서는 session, presentaion, application으로 나뉨
  • 응용 프로그램 - UI, socket 프로그래밍, os 응용 프로그램

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Network Topology

• 네트워크의 주요 구성 요소들을 물리적으로 연결된 것이거나 연결방식
• 가장 기본적인 토폴로지는 버스형, 스타형, 링형으로 구분
• 케이블의 물리적인 구성으로 이들을 구분할 수는 없음

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스타형

• 각 node에서 다른 node로 전달되는 경로가 단일 경로인 네트워크 구조
• 대표적인 구조 : ATM
• 90년대까지 하위 단위 LAN에서 많이 사용되었으나 현재는 거의 사용되지 않음
• 25M, 155M, 2.1G ATM 등의 다양한 규격 제공
  • ATM(Asynchronous Transfer Mode, 비동기 전송 모드): 데이터를 셀이라 불리는 53바이트(헤더 5 + 데이터 48) 크기의 고정된 작은 조각으로 나누어 전송하는 방식
  • 스타형인 이유는 모든 단말기가 중앙의 ATM 스위치에 1:1로 직접 연결되는 구조이기 때문
  • 중앙의 스위치가 데이터의 경로를 제어

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링형

• 충돌 네트워크가 아님으로 동일 스펙의 버스형보다 성능이 우월
• 국내에서 많이 사용된 링형 : FDDI
• 버스형이나 스타와 달리 node 구성에 단말기가 거의 없음
  • FDDI(Fiber Distributed Data Interface)

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Bus형

• 가장 대표적인 패킷망 네트워크
• 현대에 가장 많이 사용되며 LAN망의 99%이상
• 복잡한 장비 없이도 구성됨으로 가성비가 매우 우수
• Ethernet

세가지 토플로지의 특성이 현대 네트워크에서 별 의미가 없음

• 장애가 다른 노드에 영향을 끼치는 정도
• 장애 node에 대한 관리 비용
• 구현 회선의 길이
• 위 사항들이 큰 의미를 갖지 않음

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Ethernet

 

Unicast

• 1:1 통신 패킷
• Sender(src)와 destination(dst)주소가 특정 node나 host의 주소인 경우

Broadcast

• 1:N 통신
• Destination 주소가 불특정 다수인 패킷
• FF:FF:FF:FF:FF:FF, IP 마지막 주소 등

Multicast

• 1:N 통신
• 대상이 미리 지정한 그룹인 경우
• D class IP

Ethernet

• 로버트 밥 매트칼프(Robert Bob Metcalfe)에 의해서 최초 설계되었다
  • (10Base5, 10Base2)

10Base5, 10Base2, 10BaseT, Ethernet cable

• CSMA/CD
• Ethernet는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 공식 용어가 아님
• Bus형의 대표적인 형식이다. • Link layer 에 해당(Physcial Layer 포함)

CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect) 충돌제어의 메커니즘

• Carrier Sense: 회선이 사용 중인지 확인
• Multiple Access: 비어있을 때 전송
• Collision Detect: 만약 동시에 전송하여 충돌이 발생하면 이를 감지하고 처

사용자가 늘어날 수록 데이터 전송 성능이 기하급수적으로 떨어짐

-> 데이터를 보내는 시간보다 충돌로 인한 재전송 시간과 다른 사용자가 회선을 다 쓸 때까지 기다리는 대기 시간이 더 길어지기 때

 

MAC address

• node를 구분하는 고유 주소
• 48bit, 6byte, 00:00:00:00:00:00
• 3byte OUI와 3byte NIC로 구성
• NIC에 할당

• 영구적이고 전역적인 고유 식별을 위해 고안되었으나 사실 각 디바이스의 진단 프로그램을 이용하면 변경 가능
• FF:FF:FF:FF:FF:FF