컴퓨터 네트워크

컴퓨터 네트워크

Chapter 3 OSI 참조모델과 인터넷

임효택

 OSI 참조 모델

3.1.1 개념

 종전까지 타사의 제품끼리는 네트워크 또는 구조가 서로 호환이 되지 않아 통신이 되지 않은 결과를 초래

 19790 년대 후반 국제 표준화 기구 (ISO) 는 네트워크 설계의 호환성을

증진시키기 위해 개방시스템 상호접속 참조모델 (OSI) 라 불리우는 구조를 제안

 Protocol Stack 의 예

 프로토콜 계층 (Protocol “Layers”)

Networks are complex!

 many “pieces”:

– hosts – routers

– links of various media

– applications – protocols

– hardware, software

 항공 여행의 구조

티켓 구입 수하물 맡김 출국수속 이륙

항공운행

티켓 마일리지 / 불평 수하물 찾기

입국수속 착륙

항공운행

airplane routing

 각 계층의 모듈화된 구현

중간 항공 기착지

airplane routing

airplane routing airplane routing 티켓 구입

수하물 맡김

출국수속

이륙 항공운행

티켓 마일리지/ 불평

수하물 찾기 입국수속

착륙

항공운행 출발

공 항

도

착

공

항

 OSI model

 OSI 모델은 분산 응용 처리를 위하여 개방화 시스템 (open system) 을 연결하는 데 있어서 기본모델을 제공

 7 계층으로 구성

– 물리 (Physical) 계층

– 데이타링크 (Datalink) 계층 – 네트워크 (Network) 계층 – 트랜스포트 (Transport) – 세션 (Session) 계층

– 표현 (Presentation) 계층 – 응용 (Application) 계층

3.1.2 계층구조

 [ 그림 3.2]

 N 계층의 프로토콜 엔티티

 상대방의 동일층 사이간의 통신기능

 상위층과 하위층의 프로그램 사이의 데이터와 제어정보를 송수신하는 기능

 상위계층 (N+1) 은 현재층 (N) 의 서비스 사용자 (service user) 가 되며 현 재층은 서비스 제공자(service provider)

 상하위 계층간의 주고 받는 정보를 N 서비스 프리미티브 (primitive)

 Nested Protocol Header

3.1.3 OSI 7 계층

 OSI 7 계층

 물리 계층 (Physical Layer)

– 다른 개방 시스템에 전기적 신호를 전달하는 기능

 데이터 링크 계층 (Data Link Layer) – 순서 제어

– 오류 제어 – 흐름 제어 – 프레임 동기

 네트워크 계층 (Network Layer) – routing, addressing 기능

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 트랜스포트 계층 (Transport Layer) – 종점간 (end-to-end) 전송에만 관계

– 데이타 교환을 위해 신뢰성 있는 메커니즘을 제공

 세션 계층 (Session Layer)

– 대 화 형 태 : 전 이 중 (duplex), 반 이 중 (half-duplex), 심 플 렉 스 (simplex)

– checkpoint 메커니즘을 제공

 표현 계층 (Presentation Layer) – 데이타 표현과 형식의 차이를 해결 – 데이터를 암호화하거나 압축하는 기능

 응용 계층 (Application Layer)

– 파일 전송 프로토콜 (FTAM : File Transfer Access and Management)

– 가상 단말 (VT : Virtual Terminal) 프로토콜

 인터넷 프로토콜 구조

 Transmission and Control Protocol/ Internet Protocol

 TCP/IP 는 다양한 형태의 컴퓨터들이 연결될 때 통신방식을 통일하기 위해 국제적으 로 사용하고 있는 통신방식

 인터넷과 연결된 모든 컴퓨터는 TCP/IP 통신방식 준수

 TCP/IP 는 인터넷과 연결된 컴퓨터들의 공용어

 [ 그림 3.3]

 미국방성에서 지원하는 알파네트 (Arpanet) 라 불리는 네트워크에서 유래

 1970 년대 초에 TCP/IP 프로토콜 개발

 1980 년대 슈퍼 컴퓨터들간의 네트워크인 NSFNET 와 연결되면서 오늘날 말하는 인터네트 (Internet) 라는 네트워크의 외향을 갖춤

 인터넷 주소

 인터네트에는 모든 컴퓨터 또는 호스트들이 호스트 이름 또는 IP 주소를 소유 – 예 : kowon.dongseo.ac.kr, 203.241.176.13

 전자우편 주소 형식 : 사용자 ID @ 호스트의 IP 주소 – 예 : [email protected]

 호스트 이름 형식 : 호스트 이름 . 소속 단체 . 단체 성격 . 소속 국가 ---> 도메인 네임구조 준수

 도메인 네임 (Domain Name) 의 예

 인터넷 프로토콜 스택 (Internet protocol stack)

 응용 (application) : 네트워크 응용서비스 지원 – ftp, smtp, http

 트랜스포트 (transport) : host-host data transfer

– tcp, u 에

 네트워크 (network) : 출발지에서 목적지로 패킷 을

라우팅

– ip, routing protocols

 링크 (link) : 이웃 네트워크 요소들간의 데이터 전 송

– ppp, ethernet

 물리 (physical) : bits “on the wire”

application transport

network link physical

각 계층 :

 distributed

 “ 엔티티 (entities)”

는 각 계층의 기능을 구 현

 엔티티는 다른 노드의 같은 계층(peer) 와 메시지를 교환하며 어 떤 행위를 수행

 계층화 : 논리적 통신 (logical communication)

application transport

network physical link

application transport

network

physical link application transport

network link

application transport

network link network

physical link

예 : 트랜스포트 (transport)

 App. 에서 데이터 받음

 트랜스포트 데이타단위 를 만들기 위해 주소, 신뢰성 체크정보등을 추가

 트랜스포트 데이타단위 을 peer 에게 보냄

 peer 가 ack 할때까지 기 다림

 analogy: post office

application transport

network physical link

application transport

network

physical link application transport

network physical link

application transport

network physical link network

physical link

data data

data

transport transport

ack

 Layering: 물리적 (physical) communication

application transport

network link physical application

transport network

link physical

application transport

network

application transport

network network

link physical

data data

 프로토콜 계층화 및 데이터

 각 계층은 상위계층에서 데이터를 받아서 새로운 데이터 단위를 만들기 위해 헤더 정보를 추가

 새로만든 데이터 단위는 하위 계층으로 전달

application transport

network link physical

application transport

network link physical

M M M M H

H

H

H

H

H

M M M M H

H

H

H

H

H

message segment

datagram frame

destination source

 1961: queueing theory 가 packet-switching 의 효율성 을 보임 (Kleinrock)

 1964: 군사망에서 packet- switching 사용

 1967: Advanced Reearch Projects Agency 이

ARPAnet 구상

 1969: first ARPAnet 이 동작

 Internet History

1961-1972: 초기 packet-switching 원리

 1972:

-ARPAnet 이 공개

-NCP (Network Control Protocol)

first host-host protocol -first e-mail program

-ARPAnet has 15 nodes

 1970: ALOHAnet satellite network in Hawaii

 1973: Metcalfe’s PhD thesis proposes Ethernet

 1974: Cerf and Kahn - architecture for interconnecting networks

 70 년대 후반 : proprietary architectures: DECnet, SNA, XNA

 70 년대 후반 : switching fixed length packets (ATM precursor)

 1979: ARPAnet has 200 nodes

 Internet History

1972-1980: Internetworking, 새로운 기업 네트워크

 1983: deployment of TCP/IP

 1982: smtp e-mail protocol defined

 1983: DNS defined for name-to-IP- address translation

 1985: ftp protocol defined

 1988: TCP congestion control

 new national networks: Csnet, BITnet, NSFnet, Minitel

 100,000 hosts connected to confederation of networks

 Internet History

1980-1990: 새로운 프로토콜 , 네트워크의 확대

 1990 년대 초 : WWW

– hypertext [Bush 1945, Nelson 1960’s]

– HTML, http: Berners-Lee

– 1994: Mosaic, later Netscape – late 1990’s: commercialization

of the WWW

Late 1990’s:

 est. 50 million computers on Internet

 est. 100 million+ users

 backbone links runnning at 1 Gbps

 Internet History

1990’s: 상업화 , WWW

 인터넷 접속 방법

 전용선을 이용한 인터넷 접속

– 주로 기관 ( 대학 , 연구소 , 회사등 ) 에서 이용

– 대부분 자체 네트웍인 LAN(Local Atrea Network) 을 구축 – 전용회선의 속도 : 보통 56K BPS(Bit/second) 이상

 모뎀을 이용한 인터넷 사용 – 가정이나 소규모의 회사

– SLIP(Serial Line Internet Protocol) 과 PPP(Point-to- Point Protocol) 사용

 초고속 인터넷 이용한 인터넷 사용 – 이더넷 (Ethernet)

– VDSL(Very high-data rate Digital Subscriber Line) – ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)

 Wireless( 무선 ) 네트워크 사용

AP

mobile hosts

라우터