K 개발자
네트워크의 기능 본문
프로토콜
프로토콜Protocol은 통신 시스템이 데이터를 교환하기 위해 사용하는 통신 규칙이다.
프로토콜과 인터페이스
네트워크 사용자가 통신한다는 것은 데이터를 서로 주고받는다는 것을 의미한다.
최종 사용자가 데이터를 보내고 받으려면 양쪽 호스트에서 실행되는 OSI 7계층의 모듈이 유기적으로 연동되어야 한다.
즉, 호스트끼리 통신하는 과정에서는 각 계층의 모듈이 상대 호스트의 동일 계층과 개별적으로 논리적 통신을 수행해야 한다.
예를 들어, 통신 양단의 한쪽 호스트의 계층 n 모듈은 상대 호스트의 계층 n 모듈과 통신한다.
이와 같이 각각의 계층은 정해진 방식과 절차에 따라 상대 계층과 통신하는데, 이 과정에서 필요한 규칙을 프로토콜Protocol이라 한다.
상하위의 계층 간에는 인터페이스Interface라는 규칙이 존재하고, 하위 계층이 상위 계층에 제공하는 인터페이스를 특별히 서비스Service라 부른다.
데이터 단위
네트워크 프로토콜을 사용해 데이터를 교환할 때는 먼저 데이터를 특정 형태로 규격화하는 작업이 필요하다.
OSI 7계층 모델의 각 계층에서 규격화된 데이터는 다음과 같이 고유 명칭이 있다.
계층에 상관없이 사용할 때는 통칭하여 PDUProtocol Data Unit라 부른다.
| 데이터 단위 | 설명 |
|---|---|
| APDUApplication Protocol Data Unit | 응용 계층에서 사용한다. |
| PPDUPresentation Protocol Data Unit | 표현 계층에서 사용한다. |
| SPDUSession Protocol Data Unit | 세션 계층에서 사용한다. |
| TPDUTransport Protocol Data Unit | 전송 계층에서 사용한다. 인터넷에서 사용하는 전송 계층 프로토콜인 TCP에서는 세그먼트Segment라 부르고, UDP에서는 데이터그램Datagram이라 부른다. 데이터그램은 일반적인 상황에서 계층 4 프로토콜의 전송 데이터를 가리킬 때도 사용된다. |
| NPDUNetwork Protocol Data Unit | 네트워크 계층에서 사용하며, 보통 패킷Packet이라 부른다. 패킷은 원래 네트워크 계층의 IP 프로토콜에서 유래했지만, 요즘은 네트워크 계층의 전송 데이터를 의미한다. |
| DPDUData Link Protocol Data Unit | 데이터 링크 계층에서 사용하며, 보통 프레임Frame이라 부른다. |
인터네트워킹
네트워크와 네트워크의 연결을 인터네트워킹Internetworking이라 한다.
네트워크의 연결
서로 독립적으로 운영되는 두 네트워크가 연동되어 정보를 교환하려면, 이를 적절히 연결하여 데이터를 중개할 수 있는 인터네트워킹 시스템이 필요하다.
여기에서 네트워크가 연동된다는 의미는 물리적인 연결뿐 아니라, 데이터 중개에 필요한 상위의 통신 프로토콜들이 모두 지원됨을 뜻한다.
인터네트워킹 시스템으로 연결된 두 네트워크는 물리적으로 같은 종류일 필요가 없으며, 상위 계층 프로토콜들이 지원하는 논리적 기능도 다를 수 있다.
하지만 인터네트워킹 시스템은 양쪽 네트워크에 대하여 물리적이고 논리적인 인터페이스를 모두 지원해야 한다.
또한 이 과정에서 데이터 표현 방식을 포함해 양쪽 네트워크의 프로토콜이 서로 일치하지 않으면 필요한 변환 작업을 수행해야 한다.
이러한 방식으로 인터네트워킹 시스템은 둘 이상의 네트워크를 유기적으로 연동할 수 있다.
게이트웨이
인터네트워킹 기능을 수행하는 시스템을 일반적으로 게이트웨이Gateway라 부른다.
게이트웨이는 기능에 따라 종류가 다양하지만 리피터, 브리지, 라우터 등이 가장 일반적인 구분 방식이다.
- 리피터
리피터Repeater는 물리 계층의 기능을 지원한다. 물리적 신호는 전송 거리가 멀수록 감쇄되기 때문에 중간에 이를 보완해주어야 한다. 따라서 리피터는 한쪽에서 입력된 신호를 물리적으로 단순히 증폭하여 다른 쪽으로 중개하는 역할을 한다. - 브리지
브리지Bridge는 리피터 기능에 데이터 링크 계층의 기능이 추가된 것으로 물리 계층에서 발생한 오류를 해결해준다. - 라우터
라우터Router는 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층의 기능을 지원한다. 네트워크 계층은 경로 선택 기능을 제공해야 하므로 임의의 네트워크에서 들어온 데이터를 어느 네트워크로 전달할지 판단할 수 있어야 한다. 이를 위하여 라우터는 자신과 연결된 네트워크와 호스트들의 정보를 유지, 관리함으로써 특정 경로가 이용 가능한지 여부와 다수의 경로 중에서 어느 경로가 빠른 데이터 전송을 지원하는지 판단할 수 있어야 한다. 네트워크와 호스트에 대한 정보는 일반적으로 라우팅 테이블Routing Table에 보관된다.
