[모두의 네트워크] 8장 - 네트워크의 전체 흐름 살펴보기

웹 사이트에 방문했을 때 이루어지는 전체적인 데이터 처리 과정

 

32. 랜(LAN) 카드에서의 데이터 전달과 처리

네트워크의 구성

※ OSI 모델

• 응용 계층: 애플리케이션 등에서 사용하는 데이터를 송수신하는데 필요하다.
• 전송 계층: 목적지에 데이터를 정확하게 전달하는데 필요하다.
• 네트워크 계층: 다른 네트워크에 있는 목적지에 데이터를 전달하는데 필요하다.
• 데이터 링크 계층: 랜(LAN)에서 데이터를 송수신하는데 필요하다.
• 물리 계층: 데이터를 전기 신호로 변환하는데 필요하다.

네트워크의 구성

 

컴퓨터의 데이터가 전기 신호로 변환되는 과정

OSI 모델의 캡슐화

1. 컴퓨터: 웹 브라우저(client)에 URL을 입력하여 접속한다. <-- HTTP 프로토콜
2. 응용 계층: 웹 서버(server)에 있는 html 데이터를 얻어야하므로 HTTP 메시지를 보낸다.
3. 전송 계층: + TCP 헤더(출발지 포트 번호, 목적지 포트 번호) --> '세그먼트'
4. 네트워크 계층: + IP 헤더(출발지 IP 주소, 목적지 IP 주소) --> 'IP 패킷'
5. 데이터 링크 계층: + 이더넷 헤더, FCS --> '이더넷 프레임'
6. 물리 계층: 전기 신호로 변환되어 네트워크로 전송된다.

 

Lesson 32 정리

• 웹에 접속할 때는 OSI 모델의 상위 계층부터 캡슐화가 이루어진다.
• 웹 서버에 요청을 보낼 때는 HTTP를 사용한다.
• 웹 서버에 있는 html 파일을 요청하는 경우에는 GET/index.html HTTP/1.1과 같은 HTTP 메시지를 보낸다.
• 전송 계층에서는 TCP 헤더가 추가되며, 이를 '세그먼트'라고 부른다.
• 네트워크 계층에서는 IP 헤더가 추가되며, 이를 'IP 패킷'이라고 부른다.
• 데이터 링크 계층에서는 이더넷 헤더와 트레일러(FCS)가 추가되며, 이를 '이더넷 프레임'이라고 부른다.
• 물리 계층에서는 데이터가 전기 신호로 변환되어 전송된다.

 

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33. 스위치(switch)와 라우터(router)에서의 데이터 전달과 처리

스위치(switch)에서의 데이터 전달과 처리

스위치A의 처리

--> 데이터를 전기 신호로 변환하여 라우터A로 전송한다.
 

라우터(router)에서의 데이터 전달과 처리

라우터A의 처리

라우터A에서의 역캡슐화, 캡슐화

1. 스위치A에서 데이터가 전기 신호로 변환되어 케이블을 통해 흘러가 라우터A에 도착한다.
2. 데이터 링크 계층: 이더넷 프레임의 목적지 MAC 주소와 자신의 MAC 주소를 비교한다. 이때 주소가 같으면, 이더넷 헤더, 트레일러를 분리하는 역캡슐화를 수행한다. --역캡슐화
3. 네트워크 계층: 라우터A의 라우팅 테이블과 목적지 IP 주소를 비교한다.
   라우터A의 라우팅 테이블에서 목적지 IP 주소의 경로를 알 수 있으므로 라우팅을 할 수 있다. 따라서 현재 출발지 IP 주소를 라우터의 외부 IP 주소(WAN 측의 IP 주소)로 변경한다. 
4. 데이터 링크 계층: 라우터B로 보내지도록 이더넷 헤더, 트레일러를 붙인다.--캡슐화
5. 물리 계층: 데이터를 전기 신호로 변환하여 네트워크로 전달한다.

 

라우터B의 처리

라우터B에서의 역캡슐화, 캡슐화

1. 라우터A에서 데이터가 전기 신호로 변환되어 케이블을 통해 라우터B로 도착한다.
2. 데이터 링크 계층: 이더넷 프레임의 목적지 MAC 주소와 자신의 MAC 주소를 비교한다. 주소가 같으면 이더넷 헤더, 트레일러를 분리하는 역캡슐화를 수행한다. --역캡슐화
3. 네트워크 계층: 라우터B의 라우팅 테이블과 목적지 IP주소를 비교한다.
   라우터B의 라우팅 테이블을 확인해보면 목적지 IP주소의 경로를 알 수 있으므로, 라우팅을 할 수 있다. 현재의 출발지 IP 주소를 라우터B의 내부 IP 주소(LAN 측의 IP 주소)로 변경한다.
4. 데이터 링크 계층: 데이터가 스위치B로 전달되도록 이더넷 헤더, 트레일러를 붙인다.
5. 물리 계층: 데이터를 전기 신호로 변환하여 네트워크로 전달한다.

 

스위치B의 처리

--> 데이터 링크 계층에서 전기 신호를 처리하고, 웹 서버에 데이터를 전기 신호로 전달한다.
 

Lesson 33 정리

• 스위치(switch) 내에 대응되는 OSI 모델의 계층은 물리 계층, 데이터 링크 계층이다.
• 라우터(router) 내에 대응되는 OSI 모델은 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층이다.

 

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34. 웹 서버에서의 데이터 전달과 처리

웹 서버의 처리

1. 데이터가 전기 신호로 웹 서버에 도착한다.
2. 데이터 링크 계층: 이더넷 프레임의 목적지 MAC 주소와 자신의 MAC 주소를 비교한다. 주소가 같으면 이더넷 헤더, 트레일러를 분리하고, 네트워크 계층에 전달한다. --역캡슐화
3. 네트워크 계층: 목적지 IP 주소와 웹 서버의 IP 주소가 같은지 확인한다. 주소가 같으면 IP 헤더를 분리하고 전송 계층에 전달한다.
4. 전송 계층: 목적지 포트 번호를 확인하여 어떤 애플리케이션으로 전달해야 하는지 판단하고, TCP 헤더를 분리하여 응용 계층에 전달한다.
5. 응용 계층: 웹 서버의 응용 계측에 도착한다.

 

정적 라우팅, 동적 라우팅

▶ 라우팅(routing)
: 패킷을 목적지 컴퓨터까지 보낼 때 최적의 경로를 선택하여 전송하는 것

• 정적 라우팅
  : 관리자가 미리 라우팅 테이블에 경로를 수동으로 추가하는 방법
  정적 라우팅에서는 네트워크에 존재하는 모든 목적지 네트워크의 정보를 라우터에 알려줘야 한다. 그것을 관리자가 수동으로 설정해야 하므로 소규모 네트워크에서 사용된다.
  - 장점: 라우팅 정보가 교환되지 않아 대역폭에 대한 부담이 적다. 라우팅 정보가 네트워크로 전달되지 않으므로 보안을 유지하는 데도 좋다.
  - 단점: 동적으로 반영되지 않으므로 어떤 경로에 장애가 발생해도 다른 경로로 우회할 수 없다. 
• 동적 라우팅
  : 에트워크 변경을 자동으로 감지하여 라우팅 테이블을 업데이트하거나 네트워크 장애가 발생했을 ㄸ 라우터끼리 정보를 교환하여 최적의 경로를 전환하는 기능을 하는 방법
  동적 라우팅에서 관리자는 정적 라우팅처럼 라우팅 테이블에 경로를 수동으로 추가할 필요가 없다.
  대규모 네트워크에서는 라우터에 많은 경로가 등록되기 때문에 정적 라우팅을 지원하지 않고 동적 라우팅을 사용하여 경로를 자동으로 업데이트한다.

 

Lesson 34 정리

• 웹 서버 내에 해당하는 OSI 모델 계층은 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 응용 계층이다.