CH1-6) Protocol layers, Service model

• 많은 컴퓨터 관련된 개념들의 구조가 그렇듯 컴퓨터 네트워크도 hierarchical 구조를 띄고 있다.
• 복잡하고, 많은 pieces를 갖고 있는 Network에서, 이러한 계층구조는 유지보수를 용이하게 한다.
  • 복잡한 시스템을 다룰 때에는 시스템의 각 구성 요소들을 명확히 구조화 하는 것이 중요하다.
  • 계층 구조로 나누어 더욱 복잡한 시스템을 잘 이해할 수 있다.
  • Modularization을 통해 유지보수와 업데이트를 잘 수행할 수 있고,
  • 특정 계층의 서비스 구현이 막혀도 다른 계층에서는 투명하게 동작하게 된다.

→ 이러한 계층 구조를 설계하기 위해, 네트워크 설게자는 프로토콜 ( 프로토콜을 구현하는 하드웨어와 소프트웨어)을 계층 (layer)으로 구성한다.

• 즉 각각의 프로토콜은 한 계층에 속하며, 프로토콜 계층은 소프트웨어, 하드웨어의 조합으로 구현 가능하다.
• 한 계층은 상위 계층에 제공하는 **서비스(service)**에 관심을 갖고, 이것을 계층의 서비스 모델(service model)이라고 한다.
• 각 계층은 그 계층 내부에서 어떤 동작을 수행하거나, 직접 하위 계층의 서비스를 사용한다.
• 다양한 계층의 프로토콜을 합하여 프로토콜 스택( Protocol stack)이라고 한다.

Internet protocol stack

• 인터넷 프로토콜 스택은 크게 5가지 계층으로 존재한다.
• 아래부터 1계층이고, 마지막 application 계층을 5계층이라고 부른다.

1. Application layer

• 네트워크 애플리케이션과 애플리케이션 계층 프로토콜이 있는 곳이다.
  • 대표 프로토콜은 HTTP, SMTP, FTP 등이 있다.
• DNS가 이 계층에 속한다.

2. Transport layer

 

• 클라이언트와 서버 간에 application layer msg를 전달한다.
  • 대표 프로토콜은 TCP, UDP가 있다.

3. Network layer

• 한 호스트에서 다른 호소트로 데이터그램을 routing한다.
  • 대표 프로토콜로 IP 등이 있다.

 

4. LInk Layer

• 전체 프레임을 한 네트워크에서 이웃 네트워크로 이동시킨다.
  • 프레임이란, link layer의 패킷이다.

5. Physical Layer

 진짜 케이블 등 물리적인 링크에 의존하는 layer이다.

 

 

 

 

 

Encapsulation

 

 

• 데이터는 Encapsulation이라는 과정을 통해서 전송하는데, source end system에서 하위 계층으로 데이터를 전달하면, link layer에 속하는 switch와 router의 프로토콜 스택을 거쳐서, destination에 도착하게 된다.
• Router와 switch는 둘 다 패킷 교환기이다.
  • End-system과 유사하게 계층 구조를 보유하지만, 주로 하위 1~3계층만을 가지고 있다.
  • Swtich는 1~2계층, router은 1~3계층이다.