네트워크 이론 기초 -1. OSI 7Layer, Host, 스위치, 메트릭

1. 네트워크와 OSI 7 Layer

 

네트워크란

네트워크는 상호작용이다. 그리고 상호작용에 필요한 계층을 네트워크 분야에서는 OSI 7 Layer라고 부른다. 아래 그림으로 이해하면 맨 아래 물리적인 계층부터 위로 올라갈수록 관념적인 계층으로 변화한다.

 

 

 

OSI 7 Layer는 개념이다

OSI 7 Layer는 개념이므로 구체적으로 하나씩 이해할려고하면 너무 어려워진다.

 

패션이라는 추상적인 개념이 있고, 그 아래 티셔츠, 청바지 등등이 있다면 처음부터 패션을 이해하려고 해봤자 소용없다. 티셔츠도 입어보고 청바지도 입어보고 여러 의류로 매칭을 하다보면 패션이란 무엇인가에 대해 이해할 수 있을 것이다. 다시 말해 OSI 7 Layer라는 개념을 이해하려면 수많은 구현체들을 공부하면 된다.

사랑이란 무엇인가... 지식이란 무엇인가...

 

 

컴퓨터의 구조와 OSI 7 Layer

컴퓨터는 하드웨어(H/W)와 소프트웨어(S/W)로 나눠지고, 소프트웨어는 Kernel mode, User mode로 나뉜다. 그림에서 NIC은 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card)이다. User mode <-> Kernel mode간 이어지는 채널이 socket이고 이 socket을 여는 주체는 process임을 기억하면 좋다.

 

 

 

계층별 가장 유명한 프로토콜 등을 그림으로 표시했다. 전선 규격 등을 다루는 L1이나 L6의 Presentation Layer는 다루지 않는다.

 

각 계층의 식별자

• Ethernet의 식별자: MAC 주소 - MAC 주소의 숫자는 컴퓨터에 꽂힌 네트워크 카드의 숫자와 같다. ipconfig /all 또는 ifconfig -a 명령어를 쳤을 때, 물리적 주소라고 나오는 부분이 MAC Address이다.
• Internet의 식별자: IP 주소
• TCP의 식별자: Port 번호 - 다만 포트 번호는 각 Layer에서 다른 의미로 해석될 수 있다. Application단에서 Port는 process일 수 있고(프로그램이 사용하는 포트), L2에서는 네트워크 인터페이스 일 수 있다(네트워크 장비의 포트)

리눅스(mac) 터미널에서 ifconfig -a 명령어를 쳤을 때 en0 이더넷의 mac 주소(16진수 표기)

 

 

2. Host, 스위치

 

host

host는 Computer + Network라고 이해하면 된다. 네트워크상에서 IP 주소를 갖는 각 컴퓨터를 지칭한다.

스위치는 host 자체를 이루는 주체이다. 아래 그림으로 이해하자.

Peer: 클라이언트와 서버 역할을 모두 하는주체(비트 토렌트 같은 것)

IPS, Tab, Aggregator: Switch를 이루는 각종 장비들

 

 

 

스위치 역할

스위치는 네트워크에서 '교차로' 역할을 한다. 자동차가 출발지에서 목적지로 가는 길에 여러 교차로가 있다면, 각 교차로에서 어떤 방향으로 나아가야할지를 판단해야한다.

 

경로를 선택하는 것 == Switching == Interface 선택

 

IP주소를 기반으로 스위칭 -> IP는 L3 이므로 이를 L3 Switching이라고 부른다. L3 Switch를 Router라고 부른다. 여기에 사용되는 이정표가 Routing Table이다.

MAC 주소 기반 스위칭 -> L2 Switching

 

 

그리고 이 경로를 선택하는 근거는 비용이 얼마인지가 기준이 된다. 네트워크에서의 비용을 메트릭(Metric) 이라고 부른다.

macOS 기준으로 

 

netstat -rn

 

명령어를 입력하여 네트워크 메트릭을 볼 수 있다. 세번째 열의 Flags가 메트릭을 구분하는 용어라고한다.

 

 

• UGScg: 이 경로는 기본 게이트웨이를 통해 외부로 향하는 경로이며, metric이 설정되어 있습니다.
• UGSc: 이 경로도 기본 게이트웨이를 통해 외부로 향하는 경로이지만, metric이 설정되어 있지 않습니다.
• UH: 호스트 경로를 나타내며, metric이 설정되어 있지 않습니다.

 

강의에서는 윈도우에서 route PRINT 명령어를 입력하여 메트릭값이 그대로 나왔다.

 

 

참조

 

인프런: 외워서 끝내는 네트워크 핵심이론-기초, 널널한 개발자

https://www.inflearn.com/course/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-%ED%95%B5%EC%8B%AC%EC%9D%B4%EB%A1%A0-%EA%B8%B0%EC%B4%88/dashboard