[정보 보안] 네트워크 이해 (1) - 프로토콜, 네트워크 계층 구조

 

* 프로토콜

1. 프로토콜의 개념

• 톰 마릴이 '컴퓨터와 컴퓨터 사이에서 메시지를 전달하는 과정'이라 정의

 

2. 프로토콜의 3요소

1) 구문(Syntax)

• 데이터의 구조나 포맷

2) 의미(Semantics)

• 전송되는 데이터의 각 부분이 무엇을 뜻하는지를 알 수 있게 미리 정해둔 규칙
• 데이터 자체뿐만 아니라 오류 제어, 동기 제어, 흐름 제어를 포함

3) 순서(Timing)

• 어떤 데이터를 보낼 것인지와 얼마나 빠르게 데이터를 보낼 것인지 정의

 

3. 프로토콜의 기능

1) 주소 설정(Addressing)

• 서로 다른 시스템의 두 개체가 통신을 하는 경우 필요

2) 순서 제어(Sequence Control)

• 프로토콜 데이터 단위를 전송할 때 보내는 순서 명시
• 연결 지향형(Connection-Oriented)에만 사용

3) 단편화 및 재조합(Fragmentation&Reassembly)

• 대용량 파일을 전송할 때 전송 효율이 높은 작은 단위로 나누어 전송한 뒤 전송받은 시스템에서 이를 재조합해야 함

4) 캡슐화(Encapsulation)

• 데이터에 제어 정보를 덧붙이는 것

5) 연결 제어(Connection Control)

• 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제에 대한 통제 수행

6) 흐름 제어(Flow Contorol)

• 송신 측 개체로부터 오는 데이터의 양이나 속도를 조절하는 기능
• 송신 측과 수신 측의 속도 차이 등으로 인한 정보 유실을 방지

7) 오류 제어(Error Control)

• 두 개체에서 데이터를 교환할 때 SDU나 PCI가 잘못되었을 경우, 이를 발견하는 기법
• 순서를 검사하거나 특정 시간 안에 받지 못하면 재전송을 요구하는 방식으로 이루어진다.

8) 동기화(Synchronization)

• 두 개체 간에 데이터를 전송할 때 각 개체는 특정 타이머 값이나 윈도 크기 등을 통해 동시에 정의된 인자 값을 공유하는 것

9) 다중화(Multiplexing)

• 통신 선로 하나에서 여러 시스템을 동시에 통신할 수 있는 기법

10) 전송 서비스

• 우선순위 결정, 서비스 등급과 보안 요구 등을 제어하는 서비스

 

* 네트워크 계층 구조

1. 네트워크 계층화의 필요성

• 1980년대 초 ISO는 여러 업체가 만든 시스템에 대해 상호 연동이 가능한 표준 네트워크 모델을 제정할 필요성을 인식
• 1984년 OSI(Open System Interconnection) 네트워크 모델을 발표

 

2. OSI 7 계층

1) 물리계층

• 실제 장치를 연결하는 데 필요한 전기적, 물리적 세부 사항 정의
• 물리 계층의 장치는 허브나 리피터

 

2) 데이터링크 계층

• 점대점(Point-to-Point) 사이의 신뢰성 있는 전송 보장
• CRC 기반의 오류 제어와 흐름 제어가 필요
• 가장 잘 알려진 예는 이더넷
• 데이터 링크 계층의 장치는 브리지나 스위치

 

3) 네트워크 계층

• 여러 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할
• 라우팅, 흐름 제어, 단편화(Segmentation/Desegmentation), 오류 제어 등을 수행
• 네트워크 계층 장치는 라우터나 스위치(L3 스위치)

 

4) 전송 계층

• 양 끝단 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고받을 수 있게 하여 상위 계층이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 고려하지 않아도 되게 해 줌
• 전송 계층에서 동작하는 프로토콜 중 TCP는 연결 지향(Connection-Oriented) 프로토콜

 

5) 세션 계층

• 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공
• 동시 송수신 방식(Duplex), 반이중방식(Half-Duplex), 전이중방식(Full-Duplex)의 통신과 함께 체크 포인팅과 유휴, 종료, 재시작 과정 등을 수행
• TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다.

 

6) 표현 계층

• 시스템에서 사용되는 코드 간의 변역을 담당
• 데이터 압축과 암호화 기능 수행

 

7) 응용 계층

• 사용자나 응용 프로그램 사이에 데이터 교환을 가능하게 하는 계층
• HTTP, FTP, 터미널 서비스, 메일 프로그램, 디렉터리르 서비스 등을 제공

 

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OSI 7계층 구조에 대응하는 프로토콜

 

OSI 7계층과 TCP/IP 4계층