컴퓨터네트워크 레포트 - ISO 7계층 네트워크와 TCP/IP 4계층의 역할을 설명하고, 차이점과 공통점을 위주로

I. 서론

웹브라우저 주소창에 사이트 주소를 입력하면 화면은 몇 초 안에 열린다. 사용자는 한 번 클릭했지만 컴퓨터 안에서는 응용 프로그램의 요청이 전송 단위로 나뉘고 주소 정보가 붙고 프레임으로 감싸져 전기나 무선 신호로 나간다. 수신 쪽에서는 반대 과정이 이어진다. 이 복잡한 일을 설명하기 위해 네트워크는 기능을 계층으로 나눈다. OSI 7계층은 통신 기능을 세밀하게 나눈 참조모델이고 TCP/IP 4계층은 인터넷에서 실제 사용하는 프로토콜 묶음을 중심으로 구성한 모델이다. 두 모델은 계층 수가 달라 처음 공부할 때 서로 경쟁하는 표처럼 느껴지지만 목적은 비슷하다. 복잡한 통신을 역할별로 나누고 각 계층이 바로 위아래 계층과 약속된 방식으로 협력하게 만드는 것이다.

II. 본론

1) OSI 7계층이 통신 기능을 잘게 나누는 방식

OSI 모델의 가장 아래인 물리계층은 비트를 실제 매체로 보내는 일을 맡는다. 전기 신호, 광 신호, 무선 전파처럼 0과 1을 현실의 신호로 표현하고 케이블과 커넥터, 전송 속도와 같은 물리 조건을 다룬다. 데이터가 의미 있는 주소나 문장으로 보이기 전 단계다. 네트워크 엔지니어 교육 자료에서도 물리계층은 비트 정보를 물리 매체에서 전자기적 또는 광학적 신호로 전달하고 부호화와 동기화 같은 기능을 수행한다고 설명한다.

데이터링크계층은 같은 링크에서 프레임을 전달한다. 이더넷 환경에서는 MAC 주소를 이용해 같은 네트워크 구간의 장치를 구분하고 프레임 단위 오류 검출을 수행한다. 스위치가 주로 다루는 계층으로 설명되는 이유다. 물리계층이 신호를 보내는 길을 만든다면 데이터링크계층은 그 길을 통해 이웃 장치까지 한 프레임을 전달하는 규칙을 제공한다.

네트워크계층은 서로 다른 네트워크를 지나 목적지까지 패킷이 갈 경로를 제공한다. IP 주소와 라우팅이 대표 기능이다. 같은 교실 안 스위치 구간을 벗어나 다른 지역의 서버로 가려면 여러 라우터를 통과할 수 있다. 라우터는 목적지 네트워크 정보를 보고 다음 경로를 선택한다. OSI 모델에서 네트워크계층은 종단 간 전체 통신을 완성하기보다 패킷이 네트워크들을 건너가도록 길을 정하는 데 초점이 있다.

전송계층은 응용 프로그램 사이의 종단 간 데이터 전달을 맡는다. TCP는 연결을 만들고 순서 제어와 재전송, 흐름 제어를 제공해 신뢰성 있는 바이트 흐름을 만든다. UDP는 연결 설정과 재전송 부담을 줄이고 빠른 전달을 우선한다. 포트 번호는 한 컴퓨터 안 여러 응용 프로그램을 구분한다. 같은 IP 주소로 데이터가 와도 443번 포트의 웹 서비스와 다른 포트의 응용을 나눌 수 있다.

세션계층은 응용 프로그램 사이의 논리적 대화 연결을 만들고 유지하는 기능을 설명한다. 표현계층은 데이터 표현 형식을 맞추고 문자 인코딩, 압축, 암호화 같은 변환을 담당하는 계층으로 정의된다. 응용계층은 사용자가 쓰는 응용 서비스와 네트워크 사이에서 가장 가까운 기능을 제공한다. 웹의 HTTP, 파일 전송, 전자우편과 관련한 프로토콜을 여기서 설명한다. OSI는 상위 기능을 세 층으로 나누기 때문에 통신 과정에서 어떤 역할이 필요한지 교육적으로 자세히 분해해 보기 좋다.

2) TCP/IP 4계층이 실제 인터넷 통신을 묶는 방식