OSI7Layer

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Last updated 10 months ago

OSI7Layer

Properties

2024.07.03

OSI 7 Layer Model

OSI 7 Layer Model: 1970s ~

컴퓨터 네트워크 및 통신을 7개의 레이어로 표현한 모델
각 계층은 하위 계층의 기능을 활용해 역할을 수행하고 상위 계층으로 처리 결과를 전달 함

하드웨어 모델 계층

Physical Layer

장치를 연결 하기 위한 매체의 물리적인 사항을 정의
- 통신을 하기 위한 가장 기본적인 매체
- 전압, 주기, 시간, 전선의 규격, 거리 등
주요 단위 : bits
대표 구성 요소
- 케이블, 안테나, RF 등 전송매체, 허브, 리피터

Physical Layer는 두 주체간 어떤 방식으로 데이터를 교환 할 것인가를 다루는 물리적인 내용 이며 위 그림 처럼 와이파이, 블루투스, 광섬유, 구리선, USB 등 다양한 매체로 데이터를 교환한다.

그러므로, Physical Layer는 물리적으로 어떻게 비트 스트림을 전달 할 것인가란 내용이 핵심이다.

Hub

Physical Layer 단위에서 다수의 기기들을 연결 해주는 장치
특징
- 에러 /충돌 / 디바이스 별 제어 기능 없음
- 받은 내용을 그대로 전달 하기 때문에 무조건 Broadcast 방식

허브에서 만약 클라이언트 A,B,C,D 가 동시에 요청을 보내면 충돌이 발생한다. 하지만, 허브는 충돌을 막거나 방지할 방법이 없다. 왜냐면 허브는 받은 요청을 그대로 전달만 하는 장치이기 때문이다.

그리고, 허브는 누군가에게 직접적으로 데이터를 전송 할 수도 없다. 허브는 요청을 받으면 다른 모든 매체에게 받은 요청을 전달 하기 때문이다.

Physical Layer에서 해결하지 못한 문제

충돌
BroadCast만 가능 -> 대상을 지정해서 전달 할 수 없음
위 문제를 해결 하기 위해서는 다음 레이어인 Data Link Layer로 전달 해야한다.

Data Link Layer

물리적인 통신을 제어하여 디바이스와 디바이스간의 통신 및 전송을 안정화 하기 위한 프로토콜
주요 단위: Frame
주요 구성 요소
- Mac Address, Switch
주요 특징
- CSMA/CD 방식을 활용해서 각 디바이스간의 통신을 원활하게 연결
  - CSMA/CD는 Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection의 약자로 충돌을 방지하는 방식이다.
- 대상을 구별하여 디바이스간의 통신을 지원
  - 유니캐스트 방식 지원, 브로드 캐스트 방식도 가능

MAC(Media Access Control) Address

네트워크 인터페이스에 부여된 고유의 주소
- 데이터가 지정한 대상에게 잘 전달될 수 있도록 대상 식별에 사용
2개의 Hexadecimal(byte) 단위로 6개를 나열 = 48 bits = 6byts
- 예: 00:1A:2B:3C:4D:5E
MAC Address는 일반적으로 2개의 파트로 구분
- 첫 3개의 Byte는 OUI: 제조사에 부여된 고유 식별자
- 나머지 3개의 Byte는 NIC: 네트워크 인터페이스 별 고유 번호

네트워크 인터페이스이 MAC Address는 고유의 값이며 변하지 않음 마치, MAC Address는 주민등록번호와 같고 IP는 주거지의 주소 정보와 같다.

Data Link Layer - Frame

Data Link에서 Frame을 생성 하게 되면 다른 매체에게 전달 할 때 Physical Layer를 통해 거쳐가는데, 이 때 Frame을 BitStream으로 변환 하여 1010101000... 형태로 Phsyical Layer로 전달하게 된다.

CSMA/CD

Carrier-Sense는 Physical Layer에서 010101 형태로 신호를 주고 받는데 이 신호가 없을 때만 데이터를 보내는 방식이다.
Multiple Access는 직역 그대로 여러개가 함께 쓸 수 있다라는 내용이다.
Collision Detection 은 데이터 신호가 없다고 판단하여 데이터를 전송 했을 때 통신하는 두 매체가 동시에 전송할 시 충돌이 발생 하는데, 이 충돌을 확인한다.
- 만약 충돌이 발생 한 경우 두 매체는 일단 보내던 데이터 전송을 멈추고 Jamming Signal을 보내 "충돌이 발생 했다" 라는 것을 인지할 수 있다.
- 충돌이 발생하면 두 매체는 랜덤한 시간을 기다린다. 만약, 랜덤한 시간을 기다렸지만 또 한번 충돌이 발생하면 조금 더 오랜 시간을 기다린다.

이런식으로 충돌을 방지하는 것이 CSMA/CD 이다.

여기서 Client A가 신호를 보내려고 한다면 Client B, C, D는 아무런 데이터를 보내지 않는 상태여야만 가능하다.
Client A가 보내려고 할 때 Client C가 보내게 되면 다른 매체들은 모두 기다려야한다. 이럴수록 Client A가 데이터를 보내기 위해 기다리는 시간이 길어지고, 매체가 많아질수록 데이터 전송이 불가능해지는 수준이 된다.

그렇다면 이런 불편함은 어떻게 해결할까?

Switch(L2) -> Switch는 CSMA/CD를 이해하고있다.

Switch는 어떤 디바이스가 현재 연결 되어있는지 관리하는 테이블이 존재한다.
프레임을 저장할 수 있는 공간이 존재한다.

Client A가 Client D에게 통신을 하려고 한다면?

Client A가 데이터를 보낼 때 Client A와 Switch간 충돌이 발생 했는지만 확인 하면 된다. 여타 다른 매체들(Client B, C, D)들이 통신이 이뤄지고 있든 없든 상관이 없다.
충돌이 발생 했다면 Switch는 CSMA/CD를 이해하는 것 처럼 행동하게 된다.
- 다른 클라이언트에게 전송할 Frame을 Frame Storage에 저장하고 있다가 아무런 통신이 일어나지 않을 때 저장 되어있던 Frame을 전송하게 된다.
- Hub는 이 기능을 수행 할 수 없지만 Switch는 연결된 모든 디바이스에게 해당 기능을 가능하게 하기 때문에 Phsycial Layer에서 해결하지 못한 문제를 여기서 해결할 수 있다.

Switch를 요약 하자면

Client A가 통신하기 위해 다른 모든 디바이스를 신경 쓸 필요 없이 오로지 Client A와 Switch만 신경 쓰면 되도록 하는 것
전송해야 할 Frame을 저장 해뒀다가 제대로 전달 할 수 있는 것

Data Link Layer의 BroadCast

대상: FF:FF:FF:FF:FF:FF -> 모두에게
소스 MAC: 자기 자신 MAC Address
스위치가 해당 내용을 받게 되면 Destination을 분석 하여 모두에게 전송하게 된다.

Data Link Layer에서 해결 하지 못한 문제

Local Network 외부로 통신 불가능
- LocalNetwork1 -> LocalNetwork2로 통신을 할 수 없기 때문에 외부 통신을 가능하게 하기 위해서 다음 Layer인 Network Layer로 데이터를 전송해야한다.

Network Layer

💡각 각의 Local Network 혹은 Network간의 통신을 하는 방법을 정의

여러 노드의 경로를 찾고 올바르게 전달 될 수 있는 기능과 수단을 정의
단위: 패킷
구성 요소: Router, IP, ARP
특징: 서로 떨어진 Local Network간의 통신을 지원
- "Network간의" -> Inter Network -> Internet
- 중간 중간 Node들을 거쳐서 목적지 까지 도달 할 수 있는 방법을 지원

👉 중간 중간 노드들을 거쳐 목적지까지 도달 할 수 있는지에 대한 내용을 정의 하는 계층이다

IP(Internet Protocol) Address

Internet Protocol상에서 통신 주체를 식별하기 위한 아이디
- Data Link Layer에서 MAC Address를 사용 했지만 Network Layer에서는 IP Address를 사용
두 가지 종류가 존재
- IPv4: 32bits(2^32 = 약 32억개)
  - 아이피 개 수가 턱없이 부족하기 때문에 최대로 활용하기 위해서 사설(Private)IP와 공인(Public)IP로 분류
- IPv6: 128bits(2^128 = 지구에 있는 사람 당 수만개 씩 사용해도 부족하지 않을 정도의 양)
  - 따라서 사설 IP 개념이 불 필요함
IP Address는 디바이스당 하나의 주소를 갖게 되며 MAC Address와 다르게 수시로 변동이 가능

IPv4

67.133.25.33 과 같이 10진수로 표시되며 각 각 8Bit Binary로 이루어져 총 32Bit 주소 체계를 사용함

IPv6

2001:0유8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 처럼 16진수로 표시 되며 IPv4보다 4배 큰 128비트 주소 체계를 사용함

CIDR(Classless Inter Domain Routing)

IPv4를 표시 하는 여러 방법 중 하나
IP는 주소의 영역을 여러 네트워크 영역으로 나누기 위해 IP를 묶는 방식
- 10.10.0.0/16 -> 10.10.(0~~255).(0~~255)
여러 개의 사설망을 구축하기 위해 망을 나누는 방법

CIDR Notation

IP 주소의 집합
네트워크 주소와 호스트 주소로 구성
각 호스트 주소 숫자 만큼의 IP를 가진 네트워크 망 형성 가능
A.B.C.D/E 형식
- 예: 10.0.1.0/24, 172.16.0.0/12
- A, B, C, D: 네트워크 주소 + 호스트 주소 표시
- E: 0 ~ 32: 네트워크 주소가 몇 Bit 인지 표시

CIDR Block

호스트 주소 비트만큼 IP 주소를 보유 가능
예: 192.168.2.0/24
- 네트워크 비트 24
- 호스트 주소: 32-24 = 8
- 즉 2^8 = 256개의 IP 주소 보유
- 192.168.2.0 ~ 192.168.2.255까지 총 256개 주소를 의미
네트워크 비트가 무엇이냐에 따라 같은 네트워크에 있는지 없는지를 식별할 수 있는 정보이다.
- 네트워크 비트가 같다면 같은 네트워크를 사용한다고 판단
- 네트워크 비트가 다르다면 외부 네트워크와 통신 해야 한다고 판단

Subnet Mask

어느 부분이 호스트 비트인지, 어느 부분이 네트워크 비트인지 구분 해주는 Mask
- AND 연산을 활용해 네트워크 주소를 필터링
네트워크 비트 수 만큼 1을 보유한 마스크를 IP에 적용하면 네트워크 비트만 추출 가능

라우터(Router)

네트워크간에 패킷을 주고 받는 Layer3 장치
IP대역별 최적 경로를 수집 및 관리
- 어떤 경로의 노드를 경유해야 가장 효율적으로 대상에 도착하는지 알고 있음(Router Table이 있기 때문)
- 이 경로를 바탕으로 특정 IP 주소가 대상인 패킷의 전달을 요청 받을 때 해당 경로로 요청
Local Network는 자신의 Local Network 주소가 아니라면 라우터로 전달
- 확인 방법: 네트워크 주소가 같은지 확인(Subnet Mask 등)
이후 Router는 패킷을 Frame안에 넣어서 최적 경로에 따른 다른 Router로 전달
- IP 주소에 따른 Frame 확인 방법: ARP
- Frame은 MAC Address가 필요한데 Network Layer에서는 현재 IP Address로 대상을 지정하고 있음, 그러므로 IP Addres를 MAC Address로 변환하는 과정이 필요한데 이 것이 ARP를 통해 이루어짐

ARP(Addre ss Resolution Protocol)

IP Address로 MAC Address를 찾는 프로토콜
흐름
- Broadcast -> MAC Address FF:FF:FF:FF:FF:FF로 IP 요청
  - 연결 되어있는 모두에게 해당 IP를 소유하고 있는지 물어봄
- 응답 받은 IP MAC Address를 기반으로 MAC 확정 후 테이블에 저장
  - IP를 갖고 있는 대상의 응답을 받아 테이블에 저장

Network Layer Summary

라우터까지 데이터 전달하기
- IP 대상(63.12.33.12)이 로컬이 아닌 것을 식별 함
  - 식별 기준은 네트워크 주소가 같은지 다른지를 판단
- 같은 네트워크가 아니라면 라우터로 전달
  - 하지만 라우터의 IP는 알지만 MAC 주소를 모르는 상황
  - 이때, ARP를 호라용 하여 IP 주소로 MAC 주소를 찾는 과정을 거침
- 이후 해당 MAC 주소로 Frame(Data Link Layer의 데이터 단위) 생성 후 전달
라우터에서 패킷을 분석하고 최적화 된 경로로 전달하기
- 대상이 로컬 네트워크가 아니라면 가장 잘 전달할 수 있는 노드로 전달 하는 과정
- 라우터로 전달 된 Frame을 확인 함
  - Frame에는 Dest, Src, Packet이 존재
- 패킷 분석
  - 패킷에 담겨있는 대상 IP의 주소를 확인 하여 로컬 네트워크인지 아닌지 판별
- 최적화 된 경로로 Frame 전달
  - Route Table에 대상 IP 주소와 가장 정확하게 매칭 되는 Node의 MAC 주소 저장
  - 기존에 전달 받으 Frame을 폐기하고 새롭게 생성
    새로운 Frame은 현재 Router의 MAC 주소, 가장 정확하게 매칭 된 Node의 MAC 주소, 기존에 전달받은 패킷을 그대로 포함 하여 생성함
  - 가장 정확하게 매칭 된 Node로 전달
최적의 경로로 전달한 라우터에서 목적지의 로컬 네트워크로 식별 될 때 까지 2번 과정을 반복 함
목적지에 도착 하여 데이터를 전달
- 2번 과정을 거쳐 로컬 네트워크로 판별 되었을 때 더 이상 다른 경로로 전달 할 필요가 없기 때문에 Router로 보내는 것이 아닌 데이터링크 레이어의 Switch를 통해 보내게 됨
  - 이 때, 라우터 입장에서는 목적지의 MAC 주소를 알고 있기 때문에 Unicast 방식으로 어디로 보내야 하는지 알고 있음
- 프레임을 새로 생성 하여 목적지 대상에게 데이터 전달
  - 라우터는 물리적인 신호로 Physical Layer를 통해 보내게 됨
  - 로컬 컴퓨터는 최초 Binary data(Physical Layer에서 변환 된 데이터)를 수신 함
  - Binary 데이터를 복원해서 확인 하면 Frame을 확인 할 수 있음
    대상 MAC 주소는 나 자신, 소스 주소는 전달 받은 라우터, 최초 데이터를 전달한 패킷이 들어있음
  - 패킷 내용 분석
    패킷은 맨 처음 보냈던 소스 IP와 대상인 나의 IP, Payload(데이터), 기타 내용이 있음
    패킷은 많은 노드를 거쳐 여행을 해왔지만 패킷은 변하지 않음
    반면 Frame은 노드를 거칠 때 마다 새롭게 생성 되었음

💡 여기서 알 수 있는 사실

데이터를 전달 할 때는 Network Layer - DataLink Layer - Physical Layer 순서로 전달 됨
데이터를 수신 할 때는 역 순인 Physical Layer - Data Link Layer - Network Layer를 통해 수신 함
Packet은 최초 전달 되는 내용이 변하지 않지만 Frame은 Node를 거칠 때 마다 새롭게 생성되어 변함

Network Layer에서 해결하지 못한 문제

한 번에 하나의 통신만 가능
- 여러 어플리케이션이 동시에 통신이 불가능 함
패킷 등의 순서를 보장 할 수 없으며 유실에 대한 대응도 불가능
- 라우터에 의해 최적화 된 경로로 보내지지만 매번 같은 홉을 통해 이동하는 것이 아니기 때문에 달라질 수 있음, 달라졌을 때 첫 번째 패킷보다 그 다음에 보내진 패킷이 먼저 도착할 가능성이 있음
- 패킷이 홉에 의해 이동 하다 다음 경로가 없을 땐 유실이 될 수 있음

Transport Layer

네트워크 계층에서 해결하지 못한 문제를 해결하기 위해 나온 계층

Transport Layer

통신 주체끼리 데이터 전달의 신뢰성을 확보하는 방법을 정의
주요 단위: 세그먼트
주요 구성 요소: TCP/UDP
주요 특징: Network Layer로 성립된 통신 위에서 실질적인 활용을 위한 다양한 기능을 정의
- 패킷의 순서 보장, 에러 처리, 포트 기반 분할 등

Transmission Control Protcol(TCP)

패킷의 전달 과정에서 순서를 보장하고 유실되지 않도록 보장할 수 있는 통신 규약
- 패킷 안에 세그먼트를 담아 주고 받아서 로직을 처리함
연결 지향
- 지속적으로 채널을 수립 하여 전달 여부를 확인하고 무결성을 확인
- 지속적으로 무결성을 확보하는 과정에서 비교적 느리고 복잡한 과정이 필요함
주요 사용 사례
- 웹 페이지(HTTP/HTTPS)
- 이메일
- 파일 전송
- SSH 등

Segment(세그먼트)

TCP/UDP의 데이터 전달 단위
TCP 세그먼트의 주요 구성
- Port(Source/Destination)
- Sequece/Acknowledgement Number: 통신 주체끼리 데이터를 주고 받았는지 확인 할 때 사용
- Flags: Segment의 목적 등을 정의(예: ACK, SYN, FIN)
- Window Size: 세그먼트를 만든 주체가 얼마나 많은 데이터를 받을지 전달
- Urgent Pointer: 세그먼트의 중요도를 설정(먼저 처리해야 하는 세그먼트)
- 기타 (checksum 등)
- 실제 데이터
- 세그먼트는 바로 밑에 레이어인 패킷에 담기게 되며 패킷은 그 밑에 레이어인 프레임에 담긴다.

TCP에서 데이터의 순서 보장, 유실 방지 과정

세그먼트들에서 1번 세그먼트를 Client A -> Client B로 전송
Client B는 1번 세그먼트를 잘 받았다는 의미로 Acknowledgement를 Client A에게 전달
Client A는 1번을 잘 받았다는 것을 인지하고 Client B에게 전달 받은 데이터를 확인 하여 다음 보내야 할 데이터를 보낸다.
- 이 때, Client B가 Client A에게 전달 할 때 다음 보내야 할 데이터를 미리 알려준다. 3-1. 만약, 세그먼트를 보낼 때 유실이 된 경우
- 유실이 되었다면 Client B가 응답을 하지 않았기 때문에 Client A는 "아직 B가 데이터를 받지 못했나보다" 라며 다시 보내게 된다.
- 다시 보낼 때 Client B가 정상적으로 수신 하여 Acknowledgement로 응답 값을 보냈다면 그 다음 보내야 할 데이터를 Client A는 보내게 되며 이 과정을 반복한다.

💡 TCP는 전달 하고 싶은 데이터가 잘 전달 되었는지 무결성을 확보함 - 받았는지 받지 못했는지를 체크하는 과정이 있음

Port

IP 프로토콜에서 패킷을 올바른 프로세스로 라우팅 하기 위한 논리적 단위
TCP Port / UDP Port로 구분
- 각각 0~65535까지 정수 범위를 갖을 수 있음
Well Known Port: 주로 서버에서 사용하는 어플리케이션/프로토콜 별로 미리 지정된 포트로 이 포트는 마음대로 변경 할 수 있다.
- 예:
  - 80: HTTP
  - 443: HTTPS
  - 22: SSH
  - 3306: MySQL
  - 5432: PostgreSQL
- 웹 브라우저에 접속 할 때 생각 해보면 80번 포트를 입력 하지 않아도 자동으로 80번 포트를 우선적으로 시도한다. 그 외에는 클라이언트가 별도로 포트를 입력해야한다.
Ephemeral Port: 클라이언트에서 사용하는 포트로 연결 할 때 마다 임의로 지정되는 포트로 남는 포트 아무거나 지정한다
- 클라이언트 입장에서 자기만 통신 하기 때문에 포트를 남는 것 아무거나 사용해도 문제가 없다.
- 서버 입장에서 요청을 받을 때 마다 포트가 변경 된다면 클라이언트가 어떤 포트로 보내야 하는지 알 수가 없고 서버가 점유해야 할 포트가 무수히 많아야 한다 이런 이유 때문에 서버는 일반적으로 잘 알려진 포트를 점유한다.

각 Application 마다 임의의 포트 번호를 점유 하여 Source Port를 할당 하고 서버에서 사용 하고 있는 Port를 할당 하여 Segment 안에 Source Port, Destination Port로 대상을 지정하여 여러 한 번에 여러 개의 어플리케이션과 통신 할 수 있는 구조가 생성 된다.

만약, 위 그림에서 Chrome Browser에서 Server로 요청을 보냈다 라고 가정 한다면

네트워크 계층에서 Packet을 전달한다.
Packet을 분석 하면 안에 Segment가 존재 하기 때문에 Segment를 분석 하게 된다.
Segment는 Source Port, Destination Port가 존재 하기 때문에 Destination에 해당 하는 WEB으로 전달한다.
WEB에서 요청을 받아들이고 응답 할 때 받았던 Source Port로 다시 전달하면 사용자가 Chrome Browser를 클릭 하여 접속 했을 때 나타나는 화면이 된다.

💡 서로 통신 하는 아이피가 동일 하더라도 Packet 안에 Segment를 활용 할 수 있게 된다면 동일한 IP에서 여러 어플리케이션과 통신할 수 있게된다.

TCP Handshake

TCP Protocol에서 통신을 수립하고 서로를 인식하는 첫 과정
보통 Three Way Handshake로 부르며 3가지 과정으로 구분
- Syn(Synchronize): 첫 요청으로 사용할 것 클라이언트 Sequence Number(랜덤 숫자/CS)를 전달
- Syn-Ack(Synchronize-Acknowledge): Syn에 대한 응답으로 CS+1과 서버 Sequence Number(SS)를 전달
- ACK(Acknowledge): 마지막 단계로 연결이 수립 되었음을 알려주며 CS + 1과 SS + 1을 전달 하며 서버에서 보낸 요청을 잘 받았다고 인식 시켜줌

TCP Handshake를 통해 통신하는 과정

클라이언트가 서버에게 요청을 보냄
- 이 때 세그먼트 정보는 Source Port(클라이언트 자신), Destination Port(대상 서버), Sequence Number(클라이언트의 임의의 수), Acknowldegement Number(서버의 임의의 수), Flags(요청 목적)
- 클라이언트의 Sequence Number 생성 "13"
- Flags 할당 "SYN": 클라이언트의 첫 요청이기 때문
서버가 요청을 받은 뒤 응답 함
- 클라이언트의 Sequence Number에서 + 1: "14" -> 요청을 잘 받았다는 의미
- 서버의 Sequence Number 생성 "4431"
- 이 때 세그먼트는 Sequence Number는 "4431", Acknowldegement Number는 "14", Flags는 "SYN, ACK"
- 생성된 세그먼트를 다시 클라이언트에게 응답
클라이언트가 응답을 확인 후 서버와 통신 종료 요청
- 서버가 보내준 Acknowledege Number는 기존 "13" 이었지만 서버와 통신 후 응답을 받을 땐 "14"로 1이 증가 되어있음
- 서버의 Sequence Number를 잘 받았다는 의미로 +1 -> "4432"
- Flags를 ACK로 할당 하여 세그먼트를 생성 후 전달

💡 Sequence Number는 자기 자신이 보내야 할 임의의 수이며 Acknowledegement Number는 상대에게 다음 차례에 보내야 할 숫자를 가르키는 것과 같다.

User Datagram Protocol(UDP)

빠르고 간단하게 데이터를 주고 받을 수 있는 방법을 정의
ConnectionLess
- 연결 지향(TCP)와는 달리 데이터의 무결성, 순서, 전달 여부를 체크 하지 않는 단방향 통신
- 즉 패킷이 순서대로 오지 않거나 중복 되거나 아예 전달 되지 않을 수 있음
- 결론은 빠르게 보내는 것을 목적으로 함
주요 사례
- 스트리밍 서비스
  - 스트리밍 서비스를 보다가 1프레임을 놓쳐도 사용자는 느낄정도로 민감한 정보가 아님
- 보이스톡
  - 상대방과 통화 시 잠시 지지직 걸린다고 해도 다시 통화가 유지 되기 때문에 크게 민감하지 않음
- 온라인 게임

UDP Segment vs TCP Segment

UDP Segment는 TCP에 비해 많은 필드들이 비어있다
- 패킷에 들어가는 정보는 동일 하지만 세그먼트는 내용이 훨씬 적기 때문에 용량 적으로 훨씬 효율적임
UDP 통신은 단방향이기 때문에 요청 하는 데이터를 전송 하고 그 뒤 응답을 신경 쓰지 않는다.
- 만약 유실 될 경우라도 현재 요청은 마치 어쩔 수 없다는 듯 버린 뒤 다음 요청을 보냄
UDP는 요청을 계속 보내기만 하면 되기 때문에 굉장히 효율적
- TCP 통신은 클라이언트와 서버가 통신 중 요청과 응답이 정상인지 결과를 기다려야 하는 시간이 매우 오래 걸림
  - 트래픽이 2배로 증가 -> 요청과 응답
- 단, 패킷의 유실, 순서 보장 없음 등에 단점이 존재함

주요 프로토콜(TCP/UDP)

TCP
- HTTP/HTTPS: 80, 443
- FTP: 20, 21
- SSH: 22
- DNS: 53
UDP
- DNS: 53
- DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol): 67, 68
- VoIP(Voice over IP): 5060

소프트웨어 모델 계층

Session Layer

통신 주체끼리 연결을 유지 할 수 있는 방법을 정의
예전의 컴퓨터 환경에서 Layer 1, 2, 3, 4 이외의 차원에서 지속적인 연결(세션)이 수립 될 수 있는 방법을 제공
- 예: MAC Address(Layer2)와 IP(Layer3)주소와 포트(Layer4)가 동일한 상황에서 어떻게 구분 할 것인가?
현대에서도 마찬가지로 Layer4 이상의 추가적인 차원에서 지속적인 연결(세션)을 수립 할 수 있는 방법을 포함
- 예: HTTP Cookie
  - HTTP는 클라이언트의 아이피 정보가 달라지더라도 기존에 검증 된 쿠키값을 서버로 전달 하게 되면 검증된 사용자로 통신을 유지 할 수 있다.
몇 몇 프로토콜의 경우 Session Layer 자체를 구현 하지 않음
- 예: FTP
  - FTP는 HTTP와 달리 접속 하는 아이피 정보가 달라지면 기존 검증 절차를 기억 하지 않고 다시 검증을 시도 해야한다.

지하철 타고 가면서 유튜브를 볼 때를 떠올려보면 지하철 역이 바뀌어도 유튜브는 정상 송신이 되고 있다. 왜 그럴까?

각 역 마다 중계기의 아이피는 서로 다를 것이고 유튜브 서버 입장에서는 받는 아이피가 모두 달라질 것이다. 즉, Layer 1 ~ Layer 4가 모두 달라진다.

💡 자신의 통신 환경이 달라져도 지속적인 통신을 유지 할 수 있는 이유는 세션이 연결 되어 있기 때문이다.

Presentation Layer

받은 데이터를 해석하는 방법을 정의
- 파싱, 압축 해제, 복호화 등 Application Layer에서 사용 할 수 있는 형식으로 변환을 담당

어디까지가 Presentation Layer의 역할일까?

정확하게 구분 되는 것이 아니며 전달 받은 내용을 문자로 변경 하는 것
문자로 받은 내용을 어떻게 전달 하는가

💡 결론적으로 Presentation Layer는 위 내용들이 개념적으로 구현이 되어있다

Application Layer

실제 받은 데이터를 처리하는 방법을 정의
- 말 그대로 데이터를 가지고 무엇을 어떻게 처리할지에 관한 레이어
예: HTTP
- Method(GET/POST/PUT/DELETE/HEAD/OPTION/PATCH)
- Status Code
- Header
  - Host
  - User-Agent
  - Authorization
  - Accept-Encoding
  - Content-Type