데이터 통신

[Data Communication] OSI 7계층, 패킷 송수신

짱일모 2023. 3. 13. 23:21

OSI 7계층

OSI 7 Model

 

L1 ~ L4 까지는 Operating System 이 담당합니다. L5 ~ L7 을 묶어서 응용계층이라고도 부릅니다. 다음은 응용계층으로 묶어 표현한 protocol suite 입니다.

 

  • L1 Physical Layer (물리계층) : 물리 계층에서는 Bits 를 주고 받습니다. (5G, LTE, Bluetooth, LAN)
  • L2 Data Link (데이터 링크 계층) : 데이터 링크 계층에서는 Ethernet 주소를 식별자로 하여 데이터 프레임(Ethernet Frame)을 주고 받습니다.
  • L3 Network (네트워크 계층) : 네트워크 계층에서는 IP 주소를 식별자로 하여 IP 패킷 / 데이터그램을 주고 받습니다.
  • L4 Transport (전송 계층) : 전송 계층에서는 Port 번호를 식별자로 하여 TCP Segment, UDP Datagram 을 주고 받습니다. 이 때 송신자와 수신자간 신뢰성 있는 연결을 제공하기 위해, 오류검사와 재전송 등을 수행합니다.
  • L5 ~ L7 Application : 어플리케이션 계층에서는 URL, Email 주소를 식별자로 하여 HTTP Message, Email 메시지를 주고 받습니다. 

각 계층별 송수신 할 때의 데이터 형태 / 식별자

 

예를 들어, 웹페이지에서 어떤 객체를 클릭했을 때 데이터의 송수신이 어떻게 이루어지는지 알아보자.

 

from 어플리케이션 to 어플리케이션

웹페이지에서 다른 url 로 이동하기 위해 클릭을 하면, HTTP Request 가 만들어지고 이것이 각 계층을 타고 내려가면서 계층에 맞는 데이터 형식으로 변환된다. 이 때 Router 에서는 Network 계층까지만 거쳐서 통신이 이루어진다.

 

이 과정을 데이터 형식에 초점을 맞춰 표현한 그림은 다음과 같다.

 

전송되는 데이터의 형태 (Header : 헤더에는 식별자에 관한 정보가 붙는다) 에 유의하며 살펴보자 !

 

Wireshark 유틸리티를 통해 실제 각 계층들에서 데이터 형태를 살펴보자.

 

Wireshar 유틸리티로 패킷을 캡쳐한 모습

 

  • 맨 위 Frame : 501Bytes = 4008 bits -> 물리 계층에서 전송되는 데이터 형태
  • Ethernet : Destination, Source 부분을 보면 Ethernet 주소 (MAC Address)가 적혀있는 것을 알 수 있다.
  • Internet Protocol : Header 부분을 보면, Destination, Source 에 IP Address 가 써있는 것을 볼 수 있다.
  • Transmission Control Protocl : 식별자인 포트가 드러나있다.

 

네트워크 도구

 

  1. netstat -tn << 전송계층 상태 확인
  2. ipconfig /all, (linux ifconfig) << IP / 물리주소 확인
  3. netstat -rn << 네트워크 계층과 라우터/게이트웨이 확인
  4. Wireshark (linux tcpdump) << 계층별 메시지 확인도구
  5. Wifi-Analyzer << 물리 신호

 

OSI 7 계층에서 전송되는 데이터의 형태들은 디지털입니다. 즉, 실제 전송은 0과 1로 이루어진 비트로, 물리 계층에서 이루어집니다.

유선 통신의 경우 구리선, 광케이블의 아날로그 신호로 전송되고, 무선 통신의 경우 전파의 아날로그 신호로 전송이 됩니다.