손에 익히며 배우는 네트워크 첫걸음 #3

프로토콜과 네트워크 아키텍처

네트워크상에서 다양한 데이터가 오가고 있습니다. 네트워크를 통해서 데이터를 주고받는 주체는 무엇일까요? 바로 PC 등에서 등장하는 '애플리케이션'입니다. 웹브라우저나 이메일 소프트웨어처럼 PC에서 동작하는 애플리케이션끼리 서로 데이터를 주고받는 것입니다.

 

프로토콜

데이터를 주고받기 위해서는 아래와 같은 다양한 규약이 필요한데 이 같은 통신상 규약을 (통신) 프로토콜이라고 합니다.

• 데이터 포맷
• 데이터를 송수신하는 순서
• 데이터의 송신처
• 에러 처리

프로토콜 하나에 네트워크 통신이 필요로 하는 기능 모두를 쑤셔 넣지는 않습니다. 그랬다가는 프로토콜이 복잡해지고 기능 추가 등의 확장성도 부족해집니다. 그래서 네트워크 통신에 필요한 기능마다 복수의 프로토콜이 정의되어 있는 것입니다.

 

네트워크 아케텍처

통신을 하기 위한 일련의 프로토콜 조합을 '네트워크 아키텍처'라고 부릅니다. (혹은 통신 아키텍처, 프로토콜 스택)

위에서 언급한 통신상 규약 같이 필요한 기능들을 모듈화해 계층 구조로 만든 뒤, 각 계층(모듈)의 기능을 구현하기 위한 통신 프로토콜을 조합합니다.

 

출처: (좌)구글 이미지 ,(우) https://www.uml-diagrams.org/network-architecture-diagrams.html

 

 

대표적인 예로 'OSI 참조 모델'과 'TCP/IP'이 있습니다.

 

 

OSI 참조 모델

네트워크 통신에 필요한 기능을 다음의 7가지 계층으로 나누어 생각합니다.

• 응용 계층, 표현 계층, 세션 계층, 전송 계층, 네트워크 계층, 데이터링크 계층, 물리 계층

 

출처: THE FREE DICTIONARY

 

OSI는 일반적으로 그다지 이용되고 있지 않습니다. 왜냐하면 OSI 7 계층의 사고방식이 약간 복잡하기 때문입니다.

네트워크의 기능이나 장비의 특징을 가리키거나 네트워크의 상태에 대해 언급할 때의 잣대로써 사용되고 있습니다.

 

출처: https://slideplayer.com/slide/13232659/

 

 

TCP/IP

• OSI를 대신하여 오늘날 가장 폭넓게 이용되고 있는 네트워크 아키텍처입니다.
• LAN이나 인터넷에서도 이것에 기초하여 통신이 이루어지고 있습니다.
• Transmission Control Protocol, Internet Protocol 기반으로 한 수많은 프로토콜 군(프로토콜 체계)을 일컫는 명칭이기도 합니다.
• 통신 프로토콜의 계층에 따라서 네트워크를 오가는 데이터의 명칭이 달라집니다.
• 이러한 데이터 명칭은 어디까지는 기준으로만 생각해주세요
• 데이터 명칭을 계층별로 엄밀히 구분해서 사용하는 것 아니기 때문입니다.

 

출처: WIKIMEDIA COMMONS

 

• 네트워크 인터페이스 계층 프로토콜: 같은 네트워크 내부의 데이터 전송을 수행하는 것
• 인터넷 계층의 프로토콜: 애플리케이션이 동작하는 PC와 서버 사이의 데이터 전송을 수행하는 것
• 전송 계층의 프로토콜: PC나 서버에 도착한 데이터를 적절한 애플리케이션에 전달하는 것
• 전송 프로토콜: 데이터를 전송하는 프로토콜

 

주의할 점: 상위 계층의 전송 프로토콜이 하위 계층의 전송 프로토콜을 기반으로 하고 있습니다.

 

예를 들어 PC에 연결된 스위치에 장애가 발생해서 네트워크 인터페이스 계층의 전송 프로토콜이 정상적으로 동작하지 않을 경우, 상위의 인터넷 계층과 전송 계층의 전송 프로토콜도 동작하지 않습니다. 당연히 애플리케이션끼리도 통신할 수 없게 됩니다.

이처럼 네트워크 장애가 발생해서 원인을 조사할 때, '어떤 계층이 제 기능을 하지 못한다면 그 상위 계층들도 제 기능을 할 수 없다'는 사고방식은 매우 중요합니다. 그 장애의 원인을 조사할 때에는 먼저 네트워크 인터페이스 계층이 정상적으로 기능하지는 지부터 조사해야 합니다.

 

 

 

위 내용은 "손으로 익히며 배우는 네트워크 첫걸음, Gene, 한빛미디어를 직접 구매하여 공부하면서 메모한 내용입니다.