[네트워크] 1.5 프로토콜 계층과 서비스 모델

1.5.1 계층구조

프로토콜 계층화

▶ 서비스 모델(service mode)

: 네트워크 프로토콜의 설계 구조를 제공하기 위해, 네트워크 설계자는 프로토콜(프로토콜을 구현하는 네트워크 하드웨어와 소프트웨어)을 계층(layer)으로 조직한다.

각 프로토콜은 한 계층에 속한다. 우리는 다시 한 계층이 상위 계층에 제공하는 서비스(service)에 관심을 갖고, 이것을 계층의 서비스 모델(service model)이라고 한다.

프로토콜 계층은 소프트웨어, 하드웨어 또는 둘의 통합으로 구현할 수 있다.

application layer(예: HTTP, SMTP), transport layer: 대부분 종단 시스템의 소프트웨어로 구현된다.
network layer: 하드웨어 + 소프트웨어의 혼합으로 구현된다.
physical layer, data link layer: 특정 링크 상에 통신을 다루는 책임이 있으므로, 전형적으로 부여된 링크와 관련된 네트워크 인터페이스 카드로 구현된다. (예: 이더넷/와이파이 인터페이스 카드)

애플리케이션 계층(application layer)

▶ Application Layer Protocol

: 애플리케이션 계층 프로토콜은 여러 종단 시스템에 분산되어 있어서, 한 종단 시스템에 있는 애플리케이션이 다른 종단 시스템에 있는 애플리케이션과 정보 패킷을 교환하는 데 이 프로토콜을 사용한다.

트랜스포트 계층(transport layer)

: 클라이언트와 서버 간에 애플리케이션 계층 메시지를 전송하는 서비스

▶ Transport Layer Portocol

TCP: 애플리케이션에게 연결지향형 서비스 제공
- 목적지로의 애플리케이션 계층 메시지 전달 보장, 흐름 제어(송신자/수신자의 속도 일치) 포함
- TCP는 긴 메시지를 짧은 메시지로 나누고, 혼잡 제어 기능을 제공하여 네트워크가 혼잡할 때 출발지의 전송률을 줄이게 한다.
UDP: 애플리케이션에게 비연결형 서비스 제공
- 신뢰성, 흐름 제어, 혼잡 제어를 제공하지 않는 간단한 서비스

네트워크 계층(network layer)

: 한 호스트에서 다른 호스트로 데이터그램(datagram)을 라우팅한다.

출발지 호스트에서 인터넷 transport layer protocol(TCP, UDP)은 transport layer 세그먼트(segment), 목적지 주소를 network layer으로 전달한다.
network layer는 목적지 호스트의 transport layer으로 세그먼트를 운반하는 서비스를 제공한다.

▶ 인터넷 네트워크 계층

링크 계층(data link layer)

: 경로상의 한 노드(호스트, 패킷 스위치)에서 다른 노드로 패킷을 이동하게 한다.

Network layer: 각 노드에서 데이터그램을 아래 링크 계층으로 보낸다.
Data link layer: 그 데이터그램을 경로상의 다음 노드에 전달한다. 다음 노드에서 Data link layer는 데이터그램을 상위 네트워크 계층으로 보낸다.

물리 계층(physical layer)

Data link layer: 전체 프레임을 한 네트워크 요소에서 이웃 네트워크 요소로 이동하는 것
Physical layer: 프레임 내부의 각 비트를 한 노드에서 다음 노드로 이동하는 것
- Physical layer protocol은 링크에 의존하고, 링크의 실제 전송 매체(예: 꼬임쌍선, 단일 모드 광케이블)에 의존한다.

1.5.2 캡슐화(encapsulation)

▷ 패킷 = 헤더 필드 + 페이로드 필드(payload field)

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