하루에 5분씩 ! 네트워크 관련 기초 다지기 2편 오늘은

OSI계층과 그 각층에서 사용되는 네트워크 장비들을 알아보겠습니다! 

OSI모델이란 (Open Standards Interconnection model) 국제표준화기구(ISO)가 

1977년에 정의한 국제 통신 표준 규약입니다. 해당 규약은 현재 다른 모든 통신 규약의 기반이 됩니다!

해당 모델은 일곱 개 계층이 있습니다. 계층 또는 레이어라고도 불립니다.

데이터를 통신할 때는 맨위의 응용 계층에서 순차적으로 아래 계층으로 전달됩니다.

각 계층은 독립적이며 데이터가 전달되는 동안에는 다른 계층의 영향을 받지 않습니다.

7계층이 너무 많아 복잡하고 이해하기 어려우셨다면, 4계층만 있는 TCP/IP모델이 있습니다.

TCP/IP 모델은 4계층으로만 이루어져 있으며, 응용,전송,인터넷,네트워크 접속 계층만 존재합니다.

OSI모델과 TCP/IP계층 비교

우선 OSI 모델의 1계층인 물리 계층에 대해 알아보도록 합시다 !

물리계층은 컴퓨터와 네트워크 장비를 연결하고 컴퓨터와 네트워크 장비 간에 전송되는

데이터를 아날로그 신호 혹은 디지털 신호로 변환하는 계층입니다.

네트워크를 전송하는 전송매체는 이 전 시간에 다뤘던 랜케이블 등이 있으며, 오늘은 각 계층에 동작되는

장비들을 추가로 알아볼거에요!

리피터란?

리피터(repeater)는 전기 신호를 구부러진 전기 신호를 복원하고 증폭하는 기능을 가진 네트워크 중계장비입니다.

말 그대로 통신하는 상대방이 멀리 있을 경우 리피터를 사이에 둡니다.

요즘은 다른 네트워크 장비가 리피터 기능을 지원하기 때문에 리피터를 쓸 필요가 없어졌습니다.

리피터의 구조

허브란?

허브(hub)는 리피터 외에도 물리 계층에서 동작하는 네트워크 장비입니다. 

허브는 컴퓨터 여러 대를 서로 연결하는 장치이기도 하며, 리피터와 마찬가지로 전기신호를 증폭하는 기능을 가지고 있습니다. 허브의 장점은 직접 컴퓨터끼리 연결하지 않아도, 여러 대가 데이터를 주고 받는 다는 점입니다.

하지만 단점도 있습니다 ! 데이터를 전송할때, 특정 포트로 데이터전송이 되지않고, 연결되어 있는 모든 포트(컴퓨터)에 데이터가 전송됩니다.( 말 그대로 불필요한 데이터도 전송이 됩니다 ㅠㅠ)

허브는 스스로 데이터를 받는 걸 판단할 수 없기 때문에 '더미 허브'라고도 불리웁니다.

허브의 구조

지금까지 정리하자면 리피터와 허브는 받은 데이터를 보내는 대상뿐만 아니라 모든 포트에 전송한다는 사실을 알 수 있습니다. 리피터와 허브 처럼 컴퓨터 여러대가 동시에 데이터를 보내면 데이터들이 서로 부딪히며,

이를 충돌 (Collision)이라고 합니다.

이전 LAN과 ETHERNET (1)에서 나온 이더넷은 이를 방지하며, 여러 컴퓨터가 동시에 데이터를 전송해도 충돌이 일어나지 않는 구조로 되어있습니다.

그치만 지금은 효율이 좋지 않다는 이유로 CSMA/CD(이더넷이 데이터를 보내는 시점을 늦추는것)을 사용하지 않습니다.

그렇다면 무엇으로 데이터충돌을 방지 할 수 있을까요?

바로 2계층에서 동작되는 스위치(switch) 입니다 !

스위치란?

스위치란 네트워크 구성에서 빠질 수 없는 중요한 장비입니다.

스위치는 전이중 통신방식, 즉, 충돌이 일어나지 않는 구조로 되어 있기 때문에 효율이 높은 장비입니다.

사용 목적은 허브와 유사하지만, 훨씬 더 향상된 속도를 제공합니다.

하지만 허브와 다른점은 허브처럼 다른 모든 컴퓨터에 데이터를 전송하는게 아닌, 데이터를 필요를 하는 컴퓨터에만 전송됩니다. 고로, 충돌도 방지가 되겠죠??

스위치의 구조

충돌=콜리젼이 발생하면 그 영향이 미치는 범위를 충돌 도메인이라고 합니다.

만약 충돌이 일어난다면, 허브는 그 영향을 연결되어 있는 모든 컴퓨터에게 영향을 미칩니다.

그치만 스위치는 접속되어 있는 모든 컴퓨터에 영향을 미치지 않습니다.

( 충돌 도메인의 범위가 넓을 수록 네트워크는 지연됨) 

네트워크를 지연시키지 않기 위해서는 충돌 도메인의 범위는 당연히 좁히는것이 매우 중요합니다.

자 이제는 물리계층에서 벗어나 네트워크 계층을 알아보도록 해요!

라우터란?

네트워크 계층에는 IP라는 프로토콜이 있는데, IP에 헤더를 붙여, 데이터를 다른 네트워크 목적지에

보낼지 결정하는 것을 라우팅(rounting)이라 하며, 라우팅은 라우터 라는 장비와 L3(레이어3스위치) 가 라우팅을 합니다.

정리하자면 서로 다른 네트워크 간에 통신을 하려면 라우터가 필요합니다.

라우터를 쉽게 설명하자면 밑에 그림과 같이 연결된 스위치 혹은 네트워크들을 분리할 수 있습니다.

라우터의 구조

물리계층과 데이터링크 계층으로 이루어지는 이더넷의 범위에 있는 독립적인 네트워크들을

네트워크 계층의 기능으로 분리하며 중계하는것이 바로 '라우터'입니다.

라우터의 기능은 가장 신속하고 효율적인 경로로 배정해주고 제어하는 일을하며,

위에 설명됬듯이 독립된 각 네트워크를 연결 시켜줍니다.

최적의 경로 설정 기능과 패킷스위치 기능 등 하나의 데이터가 망가졌을때 다른 길로 전송될 수 있도록 구성시켜주는 일을 합니다. 스위치 만큼이나, 중요한 장비이니 꼭 알아두세요!

게이트웨이 : 다른 네트워크로 데이터를 전송하기 위해 설정해야하는 것

라우팅 테이블 : 경로 정보가 등록되어 있는 테이블

라우팅 프로토콜 : 라우팅 정보를 서로 교환하기 위한 프로토콜

오늘은 네트워크의 가장 기초이면서 헷갈리는 OSI모델과 각 층, 그리고 그 계층에서 사용되는 장비를 알아보았습니다!

하루 5분 IT 기초 다지기! - OSI계층과 장비 (2) - 끝