6. 계층 별 프로토콜(2)

저번 글에 이어서 표현 계층(6계층), 세션 계층(5계층), 데이터 연결 계층(2계층), 물리 계층(1계층)의

프로토콜에 대해서 알아보자.

 

 

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표현 계층(6계층) 프로토콜

 

데이터의 표현과 변환을 담당하는 계층이다.

즉, 서로 다른 시스템 간에 데이터 교환을 위해 데이터의 형식, 구조, 인코딩을 표준화를 한다.

예를 들어, 확장자를 부여하는 등의 역할이다.

하지만 사실상 응용 계층 프로토콜이 데이터를 어떻게 표현하고 전송할지에 대한 규칙을 정의하는 경우, 

표현 계층의 역할을 대신할 수 있다.

표현 계층의 주요 프로토콜 : ASCII/Unicode, JPEG, GIF 등

 

 

ASCII(아스키, American Standard Code for Information Interchange) / Unicode

텍스트를 컴퓨터가 읽을 수 있는 형식으로 변환하는 표준 문자 인코딩 방식 중 하나이다.

 

즉, 문자와 기호를 컴퓨터에서 사용되는 숫자 표현으로 변환하기 위해 개발되었다.

ASCII 코드는 각 문자에 대해 고유한 비트 숫자 값을 할당하며, 

이 숫자 값은 컴퓨터에서 문자를 표현하고 저장하는 데 사용된다.

 

이는 컴퓨터에서 텍스트 데이터를 처리하고 표현하는 데 큰 편의성 제공한다.

ASCII는 여전히 텍스트 파일, 프로그래밍, 통신 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으나,
문자 집합이 제한적이어서 다국어 문자를 지원하기에는 한계가 있다.

이런 한계를 극복하기 위해 유니코드(Unicode)와 같은 다양한 문자 인코딩 방식이 도입됐다.

 

 

JPEG(Joint Photographic Experts Group)

이미지를 압축하는 방식 중 하나로, 사진 및 그래픽에 주로 사용된다.

간단한 애니메이션을 만들 수 있는 GIF와 달리 정적 이미지를 다루기 위해 설계되었다.  

 

GIF(Graphics Interchange Format)

이미지를 압축하는 방식 중 하나로, 간단한 애니메이션 및 로고에 사용된다.

 

이 둘은 모두 이미지 파일 형식인 점은 동일하나, 
JPEG는 수백만 색상을 표현할 수 있고, GIF는 최대 256색의 색상만 표현할 수 있다는 점과, 

JPEG는 *손실 압축 방식, GIF는 *비손실 압축 방식을 사용한다는 점에서 차이가 존재한다.

 

*손실 압축 방식

이미지의 일부 데이터를 제거하여 파일의 크기를 줄이는 방식이다.

용량이 작아지지만 압축으로 인해 이미지 품질이 손실될 수 있다.

 

*비손실 압축 방식

이미지의 모든 정보를 보존하면서도 파일 크기를 줄일 수 있다.


 

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세션 계층(5계층) 프로토콜

 

세션계층은 데이터 교환의 원활한 진행을 도와준다(데이터 교환 조정, 동기화, 오류 복구 등).

 

즉, 통신을 잘 유지하고 성립하고 종료하는 역할을 하는데, 세션 계층 프로토콜도 동일한 역할을 한다고 보면 된다.

하지만 HTTP, SMTP, FTP 등의 상위 계층 프로토콜에서는

데이터의 세션 관리 등 세션 계층의 일부 기능을 처리할 수 있다.

 
또한, 세션 계층의 하위 계층인 전송 계층의 프로토콜, TCP 또한 연결 지향적이고 신뢰성 있는 통신을 제공하기에, 

세션과 관련된 일부 기능을 대신할 수 있다. 

즉, OSI 모델에서는 표현 계층(6계층)과 세션 계층(5계층)이라는 별도의 계층이 정의되어 있지만, 

현대의 네트워크 프로토콜 스택에서는 이러한 계층이 직접 구현되거나 사용되는 경우가 적다.

예를 들면, 인터넷에서 널리 사용되는 TCP/IP 프로토콜 스택은 OSI 모델을 기반으로 하지만, 

실제로는 OSI 모델의 계층 구조를 완전히 따르지 않는다.

일부는 세션과 관련된 기능을 직접 구현하는 경우도 있지만, 대부분의 네트워크 구현에서는 

데이터의 표현과 세션 관리와 같은 기능을 상위 계층이나 하위 계층에서 처리되거나 생략되는 경우가 많다.

NetBIOS, PPTP 등이 세션 관리 및 제어에 사용된다고 할 수 있다.

 

 

NetBIOS(Network Basic Input/Output System)
주로 근거리 통신망. 즉, 로컬 네트워크 내에서 컴퓨터 간의 통신을 지원한다.

각 컴퓨터에 고유한 이름을 할당하여 이를 네트워크 상에서 식별할 수 있도록 하며, 컴퓨터 간 세션 설정 등을 지원한다.

프로토콜이라기 보단, 프로그램이 네트워크를 통해 서비스를 이용하고 관리할 수 있도록 도와주는 인터페이스로 간주할 수 있다.

 

PPTP(Point-to-Point Tunneling Protocol)
PPTP는 가상 사설망(VPN)을 구축하기 위해 사용되는 프로토콜 중 하나이다.

사용자나 기업이 VPN을 통해서 안전한 접속 및 데이터 전송을 할 수 있게 해 준다.

 

하지만 PPTP는 보안 이슈로 인해 현재는 더 안전한 프로토콜로 대체되는 경향이 있다.

즉, VPN에서 PPTP를 지원한다면, 보안을 기대하기는 어렵다.

 

 

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데이터 연결 계층(2계층) 프로토콜

 

 

프레임을 다루며, 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류 감지, 수정 등의 역할 수행한다.

 

데이터 연결 계층은 주로 물리적인 연결을 통한 프레임의 송수신, 에러 감지 및 수정, 흐름 제어가 이루어진다.

주요 프로토콜 : Ethernet, PPP 등

 

 

Ethernet

가장 널리 사용되는 유선 LAN(무선 지역 네트워크) 프로토콜 중 하나로, 2계층에서 프레임을 전송하는 데 사용된다.

주로 케이블을 통한 유선 네트워크에서 컴퓨터 및 네트워크 장비 간에 데이터를 교환하는 데에 쓰인다.

 

즉, 컴퓨터를 네트워크에 연결하거나 인터넷에 접속하는 데에 많이 사용된다.


PPP (Point-to-Point Protocol)
Point-to-Point 즉, 종단 간 연결 상황(두 기기 간의 직접적인 통신)에서 사용되는 프로토콜이다.

 

주로 시리얼 라인(데이터 통신에서 사용되는 물리적인 연결선로)을 통해 두 기기 간 직접 통신을 할 때 사용되는 프로토콜이며,

전화선이나 케이블 모뎀 등을 통해 인터넷 접속이나 네트워크 연결 구성에 사용된다.

 

"종단 간 연결"이라는 개념이 전송 계층(4계층)에서도 등장하는데,
전송 계층은 종단 시스템 간 TCP / UDP 등을 통해 데이터 전송을 관리하는 것이고, 

데이터 연결 계층은 물리적인 매체를 통해 시스템 간의 통신을 제공하는 것이다.

 

 

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물리 계층(1계층) 프로토콜

 

 

전기적 신호를 다루는 계층이다.
물리 계층은 사실상 프로토콜이라기보다는 기술, 인터페이스 및 규격(표준)이 존재한다.

데이터 통신을 위한 통신 표준인 RS-232, X.21 등.

그리고 그 표준에 따라 제작된 RS-232 케이블, X.21 케이블.

 

컴퓨터와 주변 장치 간에 데이터 및 전원을 전송하기 위한 표준 인터페이스인 USB, 

고화질 동영상 및 오디오를 전송하기 위한 인터페이스인 HDMI.

 

무선 주파수 및 전파를 사용하여 데이터를 전송하는 무선 통신을 지원하는 표준인 WIFI, 

근거리 무선 통신에 사용되는 기술인 Bluetooth, 

광을 이용하여 데이터를 전송하는 기술인 광섬유(물리적으로는 광섬유 케이블 사용) 등이 있다.

이러한 기술들과 표준이 물리 계층에서 데이터 전송을 가능하게 하며, 

데이터의 구조, 프레임 형식, 오류 처리 방법 등과 같은 세부적인 규칙은 상위 계층 프로토콜에서 수행한다. 

 

즉, 상위 계층 프로토콜들은 물리 계층이 제공하는 인터페이스를 통해 데이터를 주고받으며 데이터를 조작하고 제어하는 것이다.

 

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이렇게 간단하게 7계층, 3계층을 제외한 계층에서의 프로토콜을 알아보았다.

 

사실상 OSI 7계층에서 7계층 프로토콜이 공부하고자 할 프로토콜의 80~90%를 차지하고,

매우 중요한 내용이다 보니 해당 내용들과 함께 특히 차이점, 특징, 포트 번호 등에 대해 잘 구분하도록 하자.

 

다음에는 방화벽, IDS, IPS 세 가지 보안 도구들과, DDOS라는 공격 기법에 대해 알아볼 예정이다.