8장 ) 네트워크 전체 흐름

Referencce : 모두의 네트워크

 

8. 네트워크의 전체 흐름 살펴보기

 

OSI 모델 계층의 전체 과정

 

• 응용 게층 : 애플리케이션 등에서 사용하는 데이터를 송수신
• 전송 계층 : 목적지에 데이터를 정확하게 전달. Reliable Delivery (데이터가 순차적으로 잘 도착하는지)
• 네트워크 계층 : 다른 네트워크에 있는 목적지에 데이터를 전달
• 데이터 링크 계층 : 랜에서 데이터를 송수신하는데 필요
• 물리 계층 : 데이터를 전기 신호로 변환

 

 

컴퓨터의 데이터가 전기 신호로 변환되는 과정

 

• OSI 모델의 캡슐화
  • 응용 계층에서 시작. 웹 브라우저에 URL을 입력하고 엔터를 누르면 캡슐화 시작
  • 3-way handshake는 이미 완료되어 연결이 확립되어있다고 가정
  • 응용 계층에서 웹 서버에 있는 html 데이터를 얻기 위해 HTTP 메시지를 전송
  • 전송 계층에서 TCP 헤더가 붙어 출발지와 목적지 포트번호를 전송. 출발지 포트번호는 잘 알려진 포트가 아닌 포트 중에서 무작위로 선택, 목적지는 HTTP 이므로 80번 포트 사용.
  • 네트워크 계층에 전달되어 IP 헤더가 붙는다. 출발지 IP주소와 목적지 IP 주소 포함하여 IP 패킷 형성.
  • 데이터 링크 계층으로 전달되어 이더넷 헤더 (MAC주소 포함)가 붙고, 이더넷 프레임이 된다.
  • 물리 계층에서 전기신호로 변환되어 네트워크로 전송. 랜 카드 사용하여 전기신호로 변환.

 

 

스위치에서 데이터 전달과 처리

• 데이터 링크 계층에서 데이터를 전기 신호로 변환하여 라우터로 전송한다.

 

라우터에서의 데이터 전달과 처리

• 스위치에서 데이터가 전기신호로 변환되어 케이블을 통해 라우터에 도착
• 데이터 링크 계층에서 이더넷 프레임의 목적지 MAC 주소와 자신의 MAC주소를 비교
• 주소가 같으면 이더넷 헤더와 트레일러를 분리하는 역캡슐화 수행
• 네트워크 계층에서 전달하고 자신의 라우팅 테이블과 목적지 IP주소를 비교한다.
• 라우팅 테이블에서 목적지 IP주소의 경로를 찾고, 라우팅한다.
  • 현재 출발지 IP주소를 라우터의 외부 IP주소로 변경한다
• 데이터 링크 계층으로 전달하여 라우터 B로 보내지도록 이더넷 헤더와 트레일러를 붙인다
• 물리 계층에서 데이터를 전기 신호롤 변환하여 네트워크로 전달.

 

그다음 전달받은 라우트 B에서의 역캡슐화와 캡슐화

• 데이터가 전기신호로 변환되어 라우터A에서 라우터B에 도착
• B에서는 이더넷 프레임의 목적지 MAC주소와 자신의 MAC주소를 비교
• 주소가 같으면 이더넷 헤더와 트레일러를 분리하는 역캡슐화 수행
• 네트워크 계층으로 전달하여 자신의 라우팅 테이블과 목적지 IP주소를 비교
• 마찬가지로 목적지 네트워크를 찾아서 목적지 IP주소의 경로를 찾는다.
• 현재의 출발지 IP주소를 라우터B의 내부 IP주소로 변경 후 데이터링크 계층에 전달
• 스위치에 전달되도록 이더넷 헤더와 트레일러(FCS)를 붙인 후 물리 계층에서 전기신호로 변환
• 네트워크로 전달

즉 같은 작업을 반복한다.

 

 

스위치는 전기 신호를 전달받아 데이터링크 계층에서 처리하고 , 웹 서버에 데이터를 전기신호로 전달한다.

 

 

웹 서버에서의 데이터 전달과 처리

 

• 데이터가 전기신호로 웹서버에 도착
• 웹서버는 데이터 링크 계층에서 이더넷 프레임의 목적지 MAC주소와 자신의 MAC주소를 비교
• 주소가 같으면 이더넷 헤더와 트레일러를 분리하고 네트워크 계층에 전달
• 네트워크 계층에서는 목적지 IP주소와 웹 서버의 IP주소가 같은지 확인
• 같으면 IP 헤더를 분리하고 전송 계층에 전달
• 전송계층에서는 목적지 포트 번호를 확인하여 어떤 애플리케이션으로 전달해야하는지 판단, TCP 헤더를 분리하여 응용 계층에 전달
• 웹 서버의 응용 계층에 도착

즉, 역캡슐화를 반복하여 수행한 후 상위 계층으로 분리된 데이터를 전달한다.

 

★매번 헤더와 트레일러를 추가하고 분리하는 작업을 거쳐야한다.

 

 

정적 라우팅

 : 관리자가 미리 라우팅 테이블에 경로를 수동으로 추가. 목적지의 경로를 고정하거나 목적지까지의 경로가 하나로 한정되는 경우에 사용. 수동으로 하므로 소규모 네트워크에서 사용하며, 보안을 유지하는데 좋지만 장애가 발생해도 다른 경로로 우회할 수 없어 관리자가 수동으로 설정을 변경해야 한다는 단점이 있다.

 

 

동적 라우팅

: 네트워크 변경을 자동으로 감지하여 라우팅 테이블을 업데이트하거나 네트워크 장애가 발생했을 대 라우터끼리 정보를 교환하여 최적의 경로로 전환하는 기능을 한다. 대규모 네트워크에서 사용한다.