들어도 들어도 알쏭달쏭한 네트워크 속 7개 레이어의 세계

그동안 네트워크 장비 회사들을 꽤 많이 만나왔는데, 예전이나 지금이나 어려운 것이 네트워크 계층 구조다. 7개 계층(레이어)으로 이뤄져 있다고 하는데, 들어도 들어도 이해하기가 만만치 않았다. 레이어4까지는 하드웨어, 그다음부터는 소프트웨어라는 정도 이해했는데, 솔직히 이것도 무슨 말인지 잘 모르는 게 사실이다.

이런 가운데 최근 기술 전문가인 조기 길더가 쓴 '구글의 종말'을 읽다가 네트워크 7계층에 대한 부분이 언급된 부분을 발견했다. 이것도 어렵지만 그래도 좀 이해가 되는 부분이 있어 관련 내용을 공유해 본다. 그래도 여전히 어렵다. ㅠ

저자에 따르면 7계층 모델은 상대적으로 낮은 기능들이 상대적으로 높은 기능들의 통제를 받는 어떤 계층적인 스택으로 이루어져 있다.

1계층은 순수 하드웨어 영역이다.

이 체계에의 맨 아래에는 물리 계층이 놓인다. 이 물리 계층에는 광섬유 케이블들, 마이크로파 발전기들, 믹서들, 1550 나노미터 레이저 및 900나노미터 레이저, 광검출기들, 실리콘 라우터들, 에르븀 첨가 증폭기들, 두가닥으로 꼰 전화선들, 안테나들, 동축케이블들 등 일일이 말할 수 없을 정도로 많다. 이런 것들이 물리 계층 위에 있는 계층들의 명령을 받아서 데이터 패킷들을 네트워크 전역으로 전송한다. 설계하고 또 실제로 구축하기가 어려운 이 하드웨어 장치들 계층이야말로 현대 전자공학 기적의 출발점이다.

두번째 계층은 책만 봐선 좀 어렵기는 한데, 데이터 전송과 관련돼 있는 듯 하다.

OSI 스택에서 물리 계층 바로 위는 데이터 링크 계층이다. 이것은 하드웨어가 펌웨어와 소프트웨어로 변환되는 매개체다. 여기에서 소프트웨어와 펌웨어는 전기 사양들, 시간 규칙들 그리고 하나의 노드에서 다른 노드로 이어지는 링크로 정보 전송을 가능하게 해주는 전자-광자 전환들을 규정한다. 스위치들은 바로 이 계층에서 작동하면서 패킷을 다음 노드로만 보내준다. 이더넷이나 와이파이 같은 로컬 영역 네트워크들이 여기에서 작동한다. 만일 당신의 인터넷의 고속도로를 피한다면 2계층인 데이터 링크 계층들 전역으로 비트를 전송하면서 살아갈 수 있다.

세번째는 패킷을 여기저기 뿌려지는 통신 장비인 라우터가 담당하는 영역 같다.

세번째 계층은 라우터들의 영역인 네트워크 계층으로 네번째 계층인 전송 계층과 연결돼 TCP/IP 프로토콜을 구성하는 종단간 링크들을 완성한다. IP 주소들과 네트워크의 끝에서 끝까지의 연결을 아우르는 TCP 트래픽들을 모두 포함하는 체계다. 세번째 계층은 패킷을 발신지에서 여러 네트워크를 거처 목적지까지 전달한다.

네번째 계층도 데이터 전송과 관련 있는 것 같은데, 감시와 통제 관점에서 나름 중요한 의미를 갖는 모양이다.

네번째 계층은 데이터 패킷의 실질적인 전송과 수신 및 트래픽을 관리하고 부하가 균형적으로 분산되도록 하며 또 인증 성공 및 인증 실패를 확인한다. 이것들이 연결을 보장한다. 아래에서 세번째와 네번째 계층은 중앙집권화한 권력의 보루로 기능하는 경향이 있는데, 정부들과 그들의 정보기관들이 바로 여기에서 도메인 이름들과 주소들을 추적하고 감시한다. 아이칸이나 유엔 국제전기통신연합 등이 여기에 속한다. 이들은 실크로드나 알파베이 같은 웹사이트를 발견하면 세번째 계층으로까지 내려가서 추적한다.

이 네번째 계층위에 다섯번째 계층이 있는데, 가장 중요한 세션 계층이다. 이 계층은 특정한 쌍방향 커뮤니케이션을 처음부터 끝까지 설정/유지하고 동기화한다. 커뮤니케이션 내용으로는 동영상 스트리밍, 스카이프 통화 요청, 세션 설정 프로토콜, 메시지 교환, 이메일, 거래 등이 있다.

여섯번째와 일곱번째 계층은 우리가 많이 쓰는 애플리케이션 영역을 커버하고 있다.

여섯번째 계층과 일곱번째 계층은 표현 계층과 응용 계층이다. 사용자 인터페이스, 윈도, 포맷, 운영체제 등이 이에 속한다. 이것들은 독창적인 하이퍼링크 구조들과 URL들 속에서 소환된다. 제네바에 있는 유럽입자물리연구소의 팀 버너스 리는 1989년에 이것들을 자기가 만든 월드와이드웹의 한 부분으로 고안했다. 그는 모든 데이터가 하나의 웹 안으로 링크될 수 있도록 만들고 싶었다. 모든 사람이 함께 작업할 수 있는 창의적이고 협동적으로 공유되는 공간으로서의 웹페이지를 설정하는 작업을 쉽게 해주는 도구들을 모아놓은 일종의 실타래를 만들고 싶었던 것이다.

네트워크 인프라도 진화에 진화를 거듭하면서 최근에는 7계층으로 구분하기가 애매한 장면도 연출되고 있다.

SDN이든, 네트워크 기능 가상화든 알리를 사로 잡았던 당시의 가상화 운동은 네트워크를 전혀 다른 것으로 바꿔놓는 과정을 거치고 있었다. 네트워크는 하드웨어 용량의 지배를 받는 7계층 구조에서 하드웨어 용량을 흉내 낸 소프트웨어의 지배를 받는 2계층 구조로 바뀌었다.

구글의 종말은 제목이 보여주듯, 구글식 중앙집중형 기술 모델은 지속 가능하지 않다는 것을 강조하는 책이다. 저자는 분산형 탈중앙화인 블록체인을 구글 이후 패러다임으로 제시하고 있는데, 블록체인과 암호화폐에 대한 회의적인 시선이 적지 않은 지금, 미국 IT 판에서 그의 메시지가 어떻게 받아들였는지 궁금하다. 저자가 글을 쓴 시점이 2018년엔 이같은 메시지가 호소력을 발휘했을지 몰라도 지금도 여전할지는 잘 모르겠다. 이제 책의 절반 정도를 소화했는데, 완독하고 나서 저자가 블록체인을 왜 유망하게 보는지 별도 포스트로 한번 정리해볼 생각이다.

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