OSI 7계층?

OSI(Open systems innterconnection)

- 개념 : 국제표준화기구(ISO)에서 개발한 모델, 일반적으로 OSI 7계층 모형이라고 한다.

           컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것.

           -> 즉, 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것.

 

          Protocl 프로토콜? 컴퓨터와 네트워크 기기가 상호 간에 통신하기 위한 규칙

 

- 계층 분류의 장점

1. 단순함

공통된 기능을 하는 계층끼리 묶여있고 다른 기능을 하는 것들 끼리는 나뉘어져 있으므로 각각에 대해 설계하기 용이하고 유지 보수가 쉽고 간편

      2. 유연성 

각 층에 대한 수정 및 향상이 필요할 때 다른 계층과 별개로 해당 계층에 대해서만 수정 및 향상을 진행할 수 있음

- 계층 분류의 단점

많은 계층들로 인해 유발되는 딜레이로 오버헤드 발생 가능

- 각 계층에 대한 설명

1. 물리 계층

- 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송

- 디지털 데이터를 아날로그적인 전기적 신호로 변환하여 물리적인 전송 가능하게 함

- 주소 개념이 없음

- 신호로 변환하여 전송하는 계층

- 통신 단위 : 비트

- 주요 프로토콜 : X.21, RS-232C 등

- 주요 장비 : 통신 케이블. 리피터(Repeater), 허브(Hub)

2. 데이터 링크 계층

- 인접한 노드간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 제어

- MAC 주소를 통해 목적지까지 찾아감

- 신뢰성 있는 전송을 위해 흐름제어(flow control), 오류제어(error control), 회선제어(line control) 수행

               흐름 제어? 데이터 송.수신 속도에서 발생하는 프레임 유실을 막기 위한 기술

                             두 기기의 프레임 송,수신 속도가 다르면 문제 발생

                             따라서 기기 중 느린 네트워크 속도에 맞춰서 프레임 전송

               오류 제어? 손실, 손상된 프레임에 대해 재전송 요청

                              (

  손실 : 수신 받은 노드에서 프레임이 도착했다는 확인 메시지 안 옴

손상 : 프레임의 데이터가 변조된 상태, 손상된 상태 확인은 프레임의 트레일러를 사용해서 확인. 

   프레임의 bit개수(데이터 + 트레일러)가 짝수인지 확인하는 Parity bit check 방법을 이용)

)

     - 물리적인 매체에 데이터를 실어 보내는 계층

- 통신 단위 : 프레임(frame)

- 주요 프로토콜 : Ethernet, TokenRing, FrameRelay 등

- 주요 장비 : 브리지(bridege), L2 스위치(swtich)

3. 네트워크 계층

- 종단 간 전송을 위한 경로 설정을 담당(End to End, Host to Host Delivery)

- 호스트로 도달하기 위한 최적의 경로를 라우팅 알고리즘을 통해 선택하고 제어

- IP주소를 사용

- 네트워크를 논리적으로 구분하고 연결하는 계층

- 통신 단위 : 데이터그램(datagram) or 패킷(packet)

- 주요 프로토콜 : IP, ARP, ICMP, IGMP, RIP, IGRP 등

- 주요 장치 : 라우터(router), L3 스위치(swtich)

4. 전송 계층

- 종단간 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당(End to End Reliable Delibery)

- 주소로 Port Number을 이용

- 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 분할과 재조합, 연결제어, 흐름제어, 오류제어, 혼잡제어 수행

- 데이터의 전송 방식을 담당하는 계층

- 통신 단위 : 세그먼트(segment), 유저데이터그램(user datagram) 등 이름이 다를 뿐 같은 말

- 주요 프로토콜 : TCP, UDP

- 주요 장비 : L4 스위치(swtich)

* data-link와 transport layer에서 둘 다 오류제어, 흐름제어 하지만 차이점이 있다.

오류제어

데이터 링크 계층은 노드 대 노드 전송의 프레임에 대한 오류를 제어하나, 전송 계층은 전체 세그먼트 오류(손상, 유실 등) 없이 수신측 전송 계층에 도착하도록 오류 제어 기능을 수행.

흐름제어

데이터 링크에서는 송수신 양단 간에 송신율 및 수신율의 균형을 맞추는 것이고 트랜스포트에서는 단일 데이터 링크간이 아닌, 전송계층 종단-대-종단 간에 흐름제어 기능을 하는 것.

5. 세션 계층

- 응용 프로그램 간의 논리적인 연결(세션) 생성 및 제어 담당

- 세션 계층부터는 소프트웨어 개발자가 직접 코딩해야 하는 부분

- 응용 프로그램(프로세스) 간의 연결을 지원해주는 계층

- 통신 단위 : 데이터(data), 메시지(message)

- 주요 프로토콜 : 해당사항 없음

- 주요 장비 : 해당사항 없음

6. 표현 계층

- 데이터 표현 방식, 상이한 부호체계 간의 변화에 대해 규정

- 인코딩/디코딩, 압축/해제, 암호화/복호화 등의 역할 수행

- 데이터의 변환 작업을 하는 계층

- 통신 단위 : 데이터(data)

- 주요 프로토콜 : 해당사항 없음

- 주요 장비 : 해당사항 없음

7. 어플리케이션 계층

- 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 해줌

- User Interface를 제공하는 계층

- 통신 단위 : 데이터(data)

- 주요 프로토콜 : Telnet, FTP, SMTP, HTTP 등

- 주요 장비 : 해당 없음

각 계층의 주요 장비에 대한 간략한 설명

- 리피터(Repeater) : 전기적 신호를 받아 이진수로 바꿔서 다시 전기적 신호로 전해주는 기기

- 라우터(Router) : 두 개의 네트워크 사이에서 정보를 전달하도록 도와주는 기기, 보안 기능을 제공

- 허브(Herb) : 이더넷 케이블을 통해 연결하여 네트워크의 컴퓨터 간에 통신을 도와주는 기기, 스위치보다 느림

- 스위치(Switch) : 허브와 동일하게 작동하지만 대상을 식별 가능하며 정보를 동시에 주고 받을 수 있음

- 브릿지(Bridge) : 여러 네트워크를 연결하도록 스위치를 업그레이드 시킨 기기, 4G ↔ 3G ↔ Wifi 변환시켜주는 에그

- 게이트웨이(Gateway) : 네트워크 간의 통로 역할을 하는 장치, 다른 기종 간의 프로토콜을 적절히 변환시켜주는 역할