스탠다드반 1차 과제 - ios7계층, 물리계층

 

과제 1

주제 : OSI 7계층이란?

OSI 7계층의 간단한 개념과, 각 계층별 주요 개념에 대한 간단히 조사해주세요.

각 계층 별 디테일한 내용은 계층 별 주차에 진행할 예정이니 참고 바랍니다.

 

 

OSI 7계층이란?

OSI 7계층 : 네트워크 통신 과정을 7단계로 나누어 정의한 국제 표준 모델입니다.

이 모델은 네트워크 장치 간의 호환성을 높이고 통신 프로세스를 체계화하여 학습 도구로도 활용됩니다.

 

OSI 7계층

1 물리 계층 (Physical Layer)

- 역할: 물리적 장치와 매체를 통해 데이터를 전기 신호로 변환하여 전송합니다

- 전송 단위: 비트 (0과 1의 신호)

- 장비: 케이블, 리피터, 허브

 

2 데이터 링크 계층 (Data-Link Layer)

- 역할: 인접한 장치 간에 안전하게 데이터를 전달하도록 오류 제어와 흐름 제어를 담당합니다

- 전송 단위: 프레임

- 특징: MAC 주소를 사용하여 장치 간 통신

- 장비: 브리지, 스위치

 

3 네트워크 계층 (Network Layer)

- 역할: 데이터가 목적지에 도달할 수 있도록 경로를 설정하고 라우팅을 수행합니다

- 전송 단위: 패킷

- 특징: IP 주소를 통해 경로를 정함

- 장비: 라우터, L3 스위치

 

4 전송 계층 (Transport Layer)

- 역할: 송신자와 수신자 간 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당하며, 오류 제어 및 흐름 제어 기능을 수행합니다

- 전송 단위: 세그먼트

- 특징: 포트 번호 사용, 대표 프로토콜로 TCP(신뢰성)와 UDP(비신뢰성) 존재

 

5 세션 계층 (Session Layer)

- 역할: 데이터 교환을 위한 세션을 생성하고 유지하며, 동기화 및 복구 기능을 제공합니다

- 특징: 통신 세션 관리를 통해 호스트 간 연결 유지

 

6 표현 계층 (Presentation Layer)

- 역할: 데이터를 적절한 형식으로 변환하여 압축, 암호화 등의 작업을 수행합니다

- 특징: JPEG, MPEG, ASCII 등 파일 변환 및 암호화 지원

 

7 응용 계층 (Application Layer)

- 역할: 사용자가 접근하는 응용 프로그램의 인터페이스를 제공하여 데이터 전송을 돕습니다

- 프로토콜: HTTP, FTP, SMTP, POP3

 

 

OSI 7 계층을 기반으로 한 TCP/IP는 실질적인 네트워크 통신에 적용되며, OSI 7계층을 네 가지로 단순화하여 사용합니다

 

TCP/IP 4 계층

TCP/IP 4 계층(TCP/IP 4 Layers)은 TCP/IP 프로토콜을 규격화한 네트워크 계층 모델입니다.

1 네트워크 접근 계층: 인터넷을 구성하는 각기 다른 물리적 네트워크의 연결과 관련된 기능을수행합니다.

 

2 인터넷 계층: 데이터를 패킷으로 분할하고 목적지까지 전송 경로를 설정합니다.​

 

3 전송 계층: 송신 측과 수신 측 사이에서 데이터를 전송하는 기능을 수행합니다.​

 

4 응용 계층: 송신 측과 수신 측의 응용 프로그램 간 통신을 지원하고, 데이터 교환과 관련된서비스를 제공합니다.

 

 

 

출처 :

1. [네트워크] OSI 7 계층 (OSI 7 LAYER) 기본 개념, 각 계층 설명 : https://velog.io/@cgotjh/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-OSI-7-%EA%B3%84%EC%B8%B5-OSI-7-LAYER-%EA%B8%B0%EB%B3%B8-%EA%B0%9C%EB%85%90-%EA%B0%81-%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EC%84%A4%EB%AA%85

2. 네트워크 계층 모델과 프로토콜 _ OSI 7 계층과 TCP/IP 4 계층 : https://m.blog.naver.com/gilbutzigy/223235770275

3. OSI 7계층이란? - OSI 계층별 특징, TCP/IP 4계층 : https://lxxyeon.tistory.com/155

 

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과제2

물리 계층이란?
OSI 7계층 중 물리 계층에 대해 조사해주세요.

물리 계층 (Physical Layer)

 

물리 계층은 OSI 7계층 중 가장 하위 계층으로, 시스템 간의 물리적 연결과 데이터 전송을 담당합니다. 주로 데이터를 전기 신호로 변환하여 전송하며, 네트워크의 기반을 이루는 역할을 합니다.

 

 

물리 계층에서의 주요 역할

 

1. 데이터의 전기 신호 변환: 컴퓨터의 데이터(0과 1로 구성된 비트)를 전기 신호로 변환하여 전송합니다.

   디지털 신호 → 아날로그신호

2. 신호 전송 및 복원: 변환된 전기 신호를 물리적 경로를 통해 목적지로 전달하고, 수신된 신호를 다시 데이터로 복원합니다.

  아날로그신호  → 디지털 신호

3. 전송 매체 관리: 데이터를 전달하는 물리적 선로(케이블, 무선 신호 등)를 관리합니다.

 

주요 전송 매체

1. 유선 전송 매체

트위스트 페어 케이블 (Twisted Pair Cable): 두 가닥의 케이블이 꼬여 있는 형태로, 일반적으로 랜 케이블(UTP, STP)로 사용됩니다.

UTP 케이블 (Unshielded Twisted Pair): 실드 없이 노이즈 영향을 받기 쉬우나 비용이 저렴하여 많이 사용.

STP 케이블 (Shielded Twisted Pair): 실드로 보호되어 노이즈 영향을 적게 받지만 고가.

광 케이블: 빛을 이용하여 데이터를 전송하며, 속도와 안정성이 뛰어남.

 

2. 무선 전송 매체

라디오파: 널리 사용되는 무선 신호.

마이크로파: 주로 위성 통신에 사용.

적외선: 짧은 거리에서의 데이터 전송에 사용.

 

트위스트 페어 케이블의 상세

◆  구조

8개의 구리선이 두 가닥씩 꼬여 있으며, 노이즈 방지를 위해 특정 순서로 배치.

 

◆  종류

다이렉트 케이블: 양쪽 커넥터에 동일한 순서로 연결된 케이블.

사용 예: 컴퓨터와 스위치 연결.

크로스 케이블: 한쪽 커넥터의 송신 핀(1, 2)을 다른 쪽 커넥터의 수신 핀(3, 6)에 연결.

사용 예: 컴퓨터 간 직접 연결.

 

◆  커넥터

RJ45: 랜 케이블 끝에 부착되는 커넥터로, 8개의 구리선을 연결.

 

네트워크 장비

1. 리피터

약해진 전기 신호를 복원하고 증폭하는 역할.

신호가 먼 거리를 이동할 때 사용되었으나, 현대 네트워크 장비에 통합되어 단독으로는 잘 쓰이지 않음.

2. 허브

리피터 기능과 더불어 여러 포트를 통해 여러 장치를 연결.

단점: 데이터를 모든 연결된 장치에 전송하여 비효율적.

3. 스위치 (참고)

데이터 링크 계층에서 동작하며, 목적지 MAC 주소를 기반으로 데이터 전송을 효율적으로 수행.

 

전기 신호의 개념

1. 디지털 신호: 정확히 0과 1의 값을 가지며, 네트워크 데이터 전송에 주로 사용.

2. 아날로그 신호: 0과 1 사이의 연속적인 값.

 

◆ 디지털 신호의 전송

문턱 전압: 전압의 특정 기준값(예: 5V)을 넘어야 전기 신호가 흐른 것으로 간주.

주파수: 신호의 변화 속도를 나타내며, 데이터 해석에 중요.

 

◆ 현실적인 한계

신호의 주파수는 전송 매체가 처리할 수 있는 범위로 제한됨.

일반적인 UTP 케이블은 카테고리5를 기준으로 최대 100Mbps 전송 속도를 지원.

 

물리 계층은 네트워크 통신의 기반을 제공하며, 데이터가 실제로 전송되고 수신되는 모든 물리적 과정을 담당합니다. 물리 계층을 이해함으로써 네트워크 구조와 데이터 전달의 원리를 명확히 파악할 수 있습니다.

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출처

https://jake-seo-dev.tistory.com/225

 

https://doozi0316.tistory.com/entry/OSI-7%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EB%AC%BC%EB%A6%AC-%EA%B3%84%EC%B8%B5%EC%9D%B4%EB%9E%80-%EB%AC%BC%EB%A6%AC%EA%B3%84%EC%B8%B5%EC%97%90%EC%84%9C-%EC%9D%B4%EB%A4%84%EC%A7%80%EB%8A%94-%EC%9D%BC