OSI 7 Layers (2/3)

출처: https://int0x33.medium.com/day-51-understanding-the-osi-model-f22d5f3df756

3. Network Layer (네트워크 계층)

사용자 데이터를 전달하기 위하여 논리적 통신 채널(peer to peer communitacion channel)을 통해 상위 계층으로부터 받은 데이터를 패킷(또는 데이터그램)이라 불리는 단위로 규격화하여 전송하고 수신하는 기능을 수산한다. 데이터 링크 계층에서 MAC 주소를 기반으로 프레임이라는 데이터를 송수신한다면 네트워크 계층에서는 IP주소를 기반으로 패킷이라는 데이터를 송수신하는데 이 패킷을 송수신하기 위해 사용되는 장치가 라우터, 스위치이다. 스위치는 L2, L3, L4, L7 스위치로 나뉘어지는데 , L2 스위치는 프레임 기반의 데이터를 전송하기 위해 사용되며 L3 스위치는 IP 기반의 패킷을 전송하기 위해 사용된다. L4/L7 스위치는 L2와 L3 스위치의 경로를 제어하고, L4에서 발생하는 세션 관리 및 세션 관리를 위한 패킷 필터링과 미러링을 수행한다. L7 스위치는 패킷 관리까지 수행할 수 있는 스위치이며 서버 로드 밸런싱이 가능하여 효율적인 네트워크 구성이 가능하다.

네트워크 계층은 장치 내의 IP 테이블과 같은 정보를 이용하여 스위칭과 라우팅 기능을 통해 패킷 경로를 결정한다. 스위칭은 L3 스위치에서 패킷을 전송하기 위해 물리적인 링크들을 일시적으로 연결하는 방식이다. 스위치는 패킷의 수신 주소를 보고 바로 패킷을 전달하기 때문에 라우터보다 좀 더 빠르게 패킷을 전달할 수 있다는 장점이 있다. 라우팅은 라우터를 이용하여 패킷을 전송하는 방식으로 가장 효율적은 경로를 선택하는 기능을 가지고 있다. 

 

 * 네트워크 계층의 주요 역할

패킷 전달(Packet Frowarding) : 종단 간의 (end to end) 패킷 전달을 수행한다.

라우팅(Routing): 종단 간 패킷을 전송할 때, 라우팅 프로토콜을 기반으로 가장 효율적인 경로를 선택하여 패킷을 전송할 수 있게 한다. 

논리적인 주소(Logical Address) 사용: IP 주소를 사용하여 사용자 데이터를 목적지 장치까지 전달한다. 즉 전송 계층으로부터 받은 데이터에 송수신 장치의 IP 주소들을 포함하는 IP 프로토콜 헤더를 붙여 캡슐화를 수행한 후 패킷을 전송한다. 

 

4. Transport Layer (전송 계층)

통신 세션을 설정하고 있는 송수신 장치 간의 사용자 데이터 전송을 위한 종단 간 통신을 제어하며 세그먼트(segment)라는 이름을 가진 정해진 크기의 데이터 유닛을 처리한다. 

물리, 데이터링크, 네트워크는 네트워크 상에서 어떻게 데이터를 보내는지에 관여했다(데이터 전송을 위한 경로 관리 및 실질적인 데이터 전송에 대한 책임)면 전송계층부터 응용계층까지는 사용자가 이용하게 되는 서비스와 직접적으로 관련이 있다. 따라서 전송 계층의 세그먼트 헤더에는 포트 주소 또는 소켓 주소가 포함되게 된다. 즉 전송 계층은 소프트웨어적은 특성을 가지는 상위 3개(응용, 표현, 세션)과 하드웨어적인 특성을 가지는 하위 3개 (물리, 데이터링크, 네트워크) 계층 사이에서 중간적인 특성을 가지고 있다.

 

* 전송 계층의 주요 역할

종단 간(end to end) 데이터 통신 보장: 종단간 데이터 전송에 필요한 통신 채널을 통해 흐름 제어와 오류 제어 등을 수행하며 전체적인 사용자 데이터의 통신을 보장한다. 

지연(delay)에 따른 왜곡 및 대역폭 부족 문제 해결

동시에 여러 개의 논리적 연결을 지원

사용자 데이터 분할과 재조립: 사용자 데이터를 전송이 가능한 고정된 크기의 데이터유닛(세그먼트)로 분할하여 순서번호 (sequence number)를 할당하며, 수신한 데이터는 이 번호를 찹조하여 재조립하거나 폐기하는 역할을 수행한다. 

* MTU(Maximum Tranger Unit) size: 1504 byte이나 ISP와 end to end 사이에서 MTU는 1504 byte가 아니다