컴퓨터 네트워크 LAN 과 OSI 7 계층 이해

컴퓨터 네트웍의 기본이 되는

 LAN의 정의와 장단점을 알아보고,

국제표준화기구(ISO)에서 네트웍 프로토콜 디자인과 통신을

7계층에 대한 설명 드리도록 하겠습니다.

 

먼저, "LAN의 정의"를 보면,

제한된 거리에 있는 다수의 독립된 컴퓨터 기기들이

상호 간에 통신이 가능하도록 하는 데이터통신 시스템 입니다.

 

Kenneth J. Thurber 와 Harvey A. Freeman의 정의에서는

- 단일 기관의 소유일 것.

- 수마일 범위 이내에 지역적으로 한정되어 있을 것

- 어떤 종류의 스위칭 기술을 갖고 있을 것

- 원거리의 경우보다 높은 통신 속도를 가질 것

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[LAN의 장점]

 

Plug-in 연결만으로 Network의 확장, 단말 장치의 이동 및

변경이 허용되고, 다양한 응용을 수용할 수 있으며, 

많은 수의 단말 장치 연결도 가능합니다.

 

상대적으로 낮은 비용이 드는 매체로

높은 대역폭을 이용할 수 있고,

게이트웨이, 브리지, 라우터 등의 네트워킹 장비들을

이용하여 다른 네트워크와 연동이 가능합니다.

 

중앙에 집중되어 있는 컴퓨팅 자원을 가장 편리한

장소에 분배하여 위치시킬 수 있고,

하나의 중앙 지점에서 네트웍에

대한 모니터링이 가능하기 때문에

네트워크 이용률이나 가용성 등을

보장하기 위한 관리가 용이합니다.

 

오랜 기간의 사용으로 LAN 기술 자체가 검증되었으며,

널리 분포되어 있는 LAN 기술자들을 바탕으로

구축 및 유지하기가 편리합니다

 

[LAN의 단점]

 

LAN은 짧은 거리에서의 통신만을 지원하므로,

거리를 확장하기 위해서는 리피터, 허브, 혹은 브리지와 같은

네트워킹 장비를 사용해야 합니다.

 

매체에 대한 접근 제어 방식으로 CSMA/CD를 사용할 경우에는

한 매체에 연결되는 스테이션의 수가 한정되어 있습니다.

 

이제, 네트워크 표준 모델 IEEE 802 표준

'OSI 7계층'에 대해 알아보겠습니다.

 

Network 통신 과정들을 계층별로 개념화한 것이기 때문에

OSI 7 계층의 각 구간별로 데이터의 움직임을 알 수 있습니다.

 

또한 통신 과정에서 발생되는 문제를

추적하여 해결할 수도 있습니다.

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각 OSI 7 계층별에 대한 기능을 살펴 보도록 하겠습니다.

 

Physical Layer(물리 계층,1계층):

시스템의 물리적 전기적 절차적 특성을 정의하는 계층입니다.

케이블 종류, 링크, 핀, 전압 등 물리적인 요건과 라우터나

스위치의 전원이 켜져있는지, 케이블이 

제대로 연결되어 있는지 등을 확인합니다.

 

해당 계층의 프로토콜은 Ethernet, RS-232C 이며, 

장비는 허브, 리피터가 있습니다.

 

Data Link Layer(데이터 링크 계층,2계층):

직접적인 연결된 두 개의 이웃 노드 간 

데이터 전송을 가능하게 하고,

물리 계층에서 발생한 오류를 수정합니다.

 

그리고 일반적으로 스위치는 2계층인 

데이터 링크 계층에서 작동합니다.

 

해당 계층의 프로토콜은 MAC, PPP 이며, 

장비는 브리지, 스위치가 있습니다.

 

Network Layer(네트워크 계층,3계층):

네트웍 계층에서는 데이터 전송 및 데이터가 가야 하는 곳을

경로를 설정해 주는 기능을 제공하고 있습니다.

 

라우팅 프로토콜을 사용하여 바탕으로 

데이터를 패킷 단위로 잘게 쪼개어

최적의 경로를 선택하여 전송하는 일을 합니다.

 

해당 계층의 프로토콜은 IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP, BGP 가

 있으며, 장비는 라우터가 있습니다.

 

Transport Layer(전송 계층,4계층):

보내고자 하는 데이터의 용량과, 속도, 목적지 종단에

 신뢰성 있고 정확하게 전송합니다.

 

여기에서 가장 대표적인 전송 제어 프로토콜이 바로 TCP 입니다.

일반적으로 인터넷 프로토콜(IP) 에서 구축되기 

때문에 TCP/IP로 알려져 있습니다.

 

해당 계층의 프로토콜은 TCP, UDP 가 있고, 

장비로는 게이트 웨이가 있습니다.

 

Session Layer(세션 계층,5계층):

여기에서 실제 네트웍 통신 세션이 구성되어 

포트 연결이 이루어집니다.

 

응용 프로그램 간의 통신을 관리하기 위한 방법과

동기화를 유지하는 서비스를 제공합니다.

 

송신측과 수신측 사이 프로세스를 서로 연결, 유지, 해제하며

데이터 점검 및 복구를 위한 동기화를 유지하는 역할을 합니다.

 

해당 계층의 프로토콜은 SSH, TLS 가 있습니다.

 

Presentation Layer(표현 계층.6계층):

데이터 표현의 차이를 해결하기 위해서 서로 다른 형식을

변환해주거나 공통 형식을 제공합니다.

 

또한 데이터를 안전하게 주고 받기 위해 

암호화하고 복호화 하는 과정이 진행됩니다.

 

해당 계층의 프로토콜은 JPEG, MPEG, SMB, AFP 가 있습니다

 

Application Layer(응용 계층,7계층):

응용 서비스를 네트웍에 접근할 수 있도록

인터페이스를 제공하는 역할을 합니다.

 

사용자에게 가장 직접적으로 보이는 부분이며,

사용자의 인터페이스, 전자우편, 데이터베이스 관리 등의

응용프로그램 서비스를 제공하고 있습니다.

 

해당 계층의 프로토콜은 

Telnet, HTTP, SSH, SMTP, FTP 가 있습니다.

LAN 환경에서 Network 자원의 효율적 관리하기 위해

데이터 링크 계층의 기능을 LLC계층과 

MAC 계층 두 층으로 나누어 처리를 합니다.

 

데이터 링크 계층의 기본적인 기능은 LLC에서 처리하고,

물리적인 전송 선로의 특징과 연결에 따르는

제어 부분은 MAC 계층에서 처리를 합니다.

데이터 링크 계층에서의 LLC 계층과 

MAC계층에 대하여 특징을 살펴보면

 

LLC(Logical Link Control) : 오류제어, 흐름제어

상위 계층인 네트워크 계층과 LAN의 

MAC 계층을 연결해 주는 인터페이스 입니다.

 

MAC(Medium Access Control) : 다중 접근 제어

물리 네트웍에 대한 접근제어를 담당하고 있습니다.

 

네트웍에서 기본적인 정의와 OSI 7 Layer에 대해서 알아보았습니다.

 

네트워크는 조금 복잡하고 많은 용어들이 존재하고 있으니

많은 자료도 함께 보시면 도움이 되실 겁니다.