네트워크 모델 (3) - TCP/IP 프로토콜 훑어보기 (2)

1. Physical Layer (물리층)

[그림] Physical Layer (물리층)

 

물리층은 최하위 계층으로 장치간의 물리적 접속을 제어하기 위한 기능을 제공하는 계층. 물리층에서는 데이터 부호화 방식, 신호방식, 데이터 충돌 감지 등을 정의. 한 문장으로 물리층의 역할을 설명하자면, 물리층은 기계적, 전기적, 기능적, 절자척 특성 (기전기절)을 고려하여 각각 bit의 이동을 책임지는 것이라고 할 수 있음. 

 

1) 기계적 특성

가장 먼저 물리층은 기계적 특성을 고려한다. 우리가 PC에 아래 케이블을 꽂으면 모양과 크기가 정확히 들어맞는다. 이런 면을 기계적 특성이라고 한다. 물리층은 장치가 연결되는 물리적인 영역부터 시작하기 때문에 이러한 기계적인 요소(케이블 크기 등)도 프로토콜의 일부라고 할 수 있다.

 

[그림] 연선 케이블과 포트

 

2) 전기적 특성

예를 들면 우리가 위 연선으로 어떤 장치를 네트워크에 연결할 때 아래와 같이 연결장치의 전기적 시그널 레벨이 어느정도부터 어느정도까지 되어야하는지 정해져있다. 이러한 전기적 특성 또한 프로토콜의 일부라고 할 수 있다.

 

[그림] 전기적 특성 (전력/전압/전류 규격)

 

3) 기능적 특성

아래는 LAN선의 각 전선이 어떤 기능을 담당하고있는지에 관련된 것임. 예를 들어 몇번 케이블이 어떤 기능을 담당하는지에 대한지 등 기술적 요인에 대한 약속을 기술적 특성이라고하고, 이러한 기술적 특성 역시 프로토콜의 일부임. (현재는 8개의 선 중 1,2,3,6번까지 총 4개만 사용함)

 

[그림] 기술적 특성 (LAN선의 각 전선의 역할)

 

4) 절차적 특성

예를 들어 10MBPS신호와 100MBPS신호가 서로 통신한다면 둘은 가장 낮은 속도인 10MBPS로 맞춰진다. 이렇게 전송중 어떠한 조건에 의해 생기는 과정들을 절차적으로 처리하는 것을 절차적 특성이라고 한다. 이러한 절차적 특성 역시 프로토콜의 일부이다.

 

2. Data Link Layer (데이터 링크층)

[그림] Data Link Layer (데이터 링크층)

 

데이터 링크층에서는 물리층에서 전송된 데이터로 프레임(데이터의 틀)을 만들고 오류 검출을 수행한다. 즉, 데이터 링크층은 다음 노드로 프레임을 에러 없이 송수신하는 것에 대한 책임을 진다. 데이터 링크층의 주요기능은 다음과 같다.

 

• Framing & Frame Synchronization

• Flow Control

• Error Control

• Access Control

• Link Management

 

데이터링크층은 MAC(Media Access Control)과 LLC(Logical Link Control)등 2개의 계층으로 나뉘지만 대부분의 일은 MAC에서 처리된다.

 

3. Network Layer (네트워크층)

[그림] Network Layer (네트워크층)

 

네트워크층은 통신망을 사용하여 사용자 데이터에 대한 경로 선택, 데이터 교환 및 중계 기능을 수행한다. 대표적인 프로토콜로는 IPv4와 IPv6 등이 있다. 즉, 네트워크층은 주소에 맞게 개별 패킷을 정확한 경로로 전송하는 것을 책임진다. Network 층의 주요 기능은 아래와 같다.

 

• Internetworking

• Fragmentation

• Multicasting

 

4. Transport Layer (전송층)

[그림] Transport Layer (전송층)

 

전송층은 응용층에서 전달받은 메시지를 쪼개서 전송하는 역할을 하는데, 쪼개면서도 사용자의 데이터가 정확히 전송되도록 하는 기능들이 구현되어있다. 대표적인 프로토콜로는 TCP, UDP 등이 있는데, TCP는 연결형 서비스를 지원하여 데이터를 쪼개는 동시에 흐름제어, 혼잡제어 등을 추가로 수행하여 안정적이고 UDP는 이러한 작업을 수행하지 않아서 매우 빠르게 전송할 수 있다.

 

5. Application Layer (응용층)

[그림] Application Layer (응용층)

 

응용층은 프로토콜 슈트의 최상위 계층으로 통신망으로 연결된 응용 프로세스들의 정보를 교환하는 계층이다. 대표적인 프로토콜로는 Telnet(원격제어), HTTP(인터넷), SMTP(이메일), FTP(파일전송) 등이 있다. 만약 링크층, 전송층에서 오류제어가 되지 않았다면 최종적으로 응용층에서 수행해야한다. 때문에 오류 제어 능력을 갖고있는 계층은 링크층, 전송층, 응용층으로 총 3개의 계층이 오류 제어 능력을 가지고 있다.

 

6. Reference

데이타통신