OSI 7계층 네트워크 프로토콜 OSI 7계층 구조 한빛미디어(주)

LAN(Local Area Network) 네트워크의 개념 컴퓨터 네트워크는 데이터 전송과 데이터 처리를 유기적으로 결합하여 어떤 목적이나 기능을 수행하는 시스템 데이터 전송: 컴퓨터에 의해 처리된 정보를 전송하는 것 데이터 처리: 컴퓨터에서 정보를 처리하는 것 LAN(Local Area Network) LAN(Local Area Network)은 일반적으로 300m 이하의 통신 회선으로 연결된 PC 메인 프레임(Main Frame), 워크스테이션들의 집합 프로토콜(Protocol) 서로 다른 시스템에 있는 두 개의 엔터티가 통신하려면 서로 동일한 약속, 즉 통신 규약

프로토콜(Protocol)의 개념 서로 다른 시스템에 있는 두 개의 엔티티가 통신하기 위한 동일한 약속, 즉 통신 규약 두 엔티티 사이의 데이터 교환을 규정하는 기본 3요소는 다음과 같다. 구문(Syntax):데이터의 형식, 코딩(Coding), 신호 레벨을 나타냄 의미(Semantic):오류 체크 및 조정 정보를 담고 이는 의미(Semantic) 기간(Timing):속도 조절 및 순서를 의미하는 기간(Timing)

프로토콜의 기능 주소지정(Addressing) 순서지정(Sequencing) 단편화와 재조합 (Fragmentation and Reassembly) 데이터 흐름제어(Data Flow Control) 연결제어(Connection Control) 캡슐화(Encapsulation) 오류제어(Error Control) 동기화(Synchronization) 멀티플랙싱(Multiplexing) 전송서비스(Transmission Service)

단편화와 재조합(Fragmentation and Reassembly) 주소지정(Addressing) 일반적으로 하나의 엔터티가 상대 엔티티에 데이터를 전송하는 경우 상대의 이름을 알아야 한다. 순서지정(Sequencing) 프로토콜 데이터 단위가 전송될 때 보내지는 순서를 명시하는 기능으로 연결 지향형(Connection Oriented)에만 사용한다. 순서를 지정하는 이유는 순서에 맞게 전달, 흐름제어, 오류제어 등을 위해서다. 단편화와 재조합(Fragmentation and Reassembly) 두 엔티티 사이에서 대용량의 데이터를 교환하는 프로토콜의 경우 대부분 같은 크기의 데이터 블록으로 분할하여 전송한다.

데이터 흐름제어(Data Flow Control) 수신측 엔티티에서 송신자로부터 받은 데이터의 양이나 속도를 제어한다. 연결제어(Connection Control) 연결 지향형 데이터 전송에서는 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제의 3단계로 구성된다. 연결제어란 이러한 프로토콜의 연결 설정에 있어서의 구문, 의미, 시간을 제어하는 것이다. 캡슐화(Encapsulation) PCI에는 송신자와 수신자 주소, 오류 검출 코드, 프로토콜 제어 정보의 데이터에 제어 정보를 덧붙이는 것을 캡슐화라 한다. 오류제어(Error Control) 두 엔티티에서 데이터를 교환할 때 SDU나 PCI가 잘못된 경우, 이를 발견하는 기법을 오류제어라고 한다.

동기화(Synchronization) 두 엔티티간에 데이터가 전송될 때 각 엔티티는 특정 타이머 값이나 윈도우 크기 등을 기억해야 하는데 두 엔터티가 동시에 잘 정의된 인자 값을 공유하는 것을 동기화라 한다. 멀티플랙싱(Multiplexing) 하나의 통신 선로에서 여러 시스템이 동시에 통신할 수 있는 기법을 멀티플랙싱이라 한다. 전송 서비스(Transmission Service) 우선순위 결정, 서비스 등급과 보안 요구 등을 제어하는 서비스

OSI 7 계층 [그림 3-4] OSI 7계층 네트워크 구조

물리적 계층 물리 계층은 두 시스템간의 물리적 연결을 위한 전기적 메커니즘, 절차, 기능 등을 정의한다. 전압 레벨, 전압 변환 시기, 물리적 데이터 최대 전송량, 최대 전송거리, 물리적 커넥터 등과 같은 특성을 물리적 계층에서 정의한다. 실제 비트 정보가 흐르는 통로를 제공하는 계층으로 비트 단위 정보를 전자기적 신호나 광 신호로 전달하고 상위 계층인 데이터 링크 계층과의 인터페이스를 제공한다. 비트 단위 정보를 전송 신호에 얹는 부호화(Encoding)와 변조, 매체에서의 신호 전파, 전송된 신호를 동기화하여 다시 비트 정보로 복구한다. 전송 매체로는 일반 랜 케이블(Twist Pair Cable), 동축 케이블, 광 케이블, 기타 무선 매체가 사용된다

데이터 링크 계층 데이터 링크 계층은 물리적 계층을 통한 데이터 전송에 신뢰성을 제공한다. 이러한 서비스를 위해 물리적 주소지정(Addressing), 네트워크 토폴로지, 오류통지, 프레임의  순차적 전송, 흐름제어 등의 기능이 있다. 이 계층에서는 로컬 네트워크에서 프레임을 안전하게 전송하는 것을 목적으로 한다. 직접 연결되어 있지 않는 네트워크에 대해서는 상위 계층에서 오류 제어를 담당해야 한다. 데이터 링크 계층에서 흐름제어는 슬라이딩 윈도우(Sliding Windows) 기법이 많이 사용된다.

네트워크 계층(1/2) 네트워크 계층은 교환망을 담당하기 위한 계층이며, 경로를 설정하기 위한 라우팅(Routing)과 중간 노드에서의 중계 기능(Relay)이 필요하다. 방송망(Broadcast Network) : 중간에 교환 노드가 없는 네트워크로 패킷 라디오 네트워크(packet radio network), 위성 네트워크(satellite network), 로컬 네트워크(local network) 등이 있다. 교환망(Circuit-Switched Network ): 데이터를 전송할 때 여러 개의 중간 노드를 거쳐서 수신자에게 전달되는 네트워크다. 교환망은 다시 회선 교환망과 패킷 교환망으로 나누어진다

네트워크 계층(2/2) 회선 교환망 패킷 교환망 두 시스템간에 전용의 통신 선로가 구성되는 네트워크다. 전화 연결에 가장 많이 사용하고 있는 회선 교환 방식은 호출자와 수신자 사이의 연결을 위하여 네트워크상의 전기적인 경로 또는 회선을 연결시킨다. 패킷 교환망 네트워크에서 전송되는 데이터는 패킷 단위로 노드와 노드 사이에 전달된다. 각 패킷에는 목적지 주소가 붙어 있어 이 주소를 보고 경로를 설정한 후 가장 적절한 경로를 설정하여 데이터를 전송한다. 이때 여러 패킷이 항상 같은 경로를 사용하는 것이 아니고 때마다 회선 상태가 양호한 경로를 선택하여 전송한다. 전용 통신로가 설정되어 있지 않기 때문에 대역폭을 효율적으로 이용할 수 있다

트랜스포트 계층 상위 계층에서 만들어진 응용 프로세스간의 약속과 정보 전송을 직접적으로 담당하는 하위 계층을 연결해준다. 네트워크 계층이 제공하는 통신 경로를 따라 종단간에 신뢰성 있고 정확한 전송을 제공하고 오류제어와 흐름제어도 한다. 연결 지향성 서비스는 두 시스템이 논리적인 연결 채널을 설정한 후 가상회선 번호와 패킷 순서 번호를 부여한다. 비연결 지향형 서비스는 논리적인 연결을 설정하지 않고 각 패킷에 도착지 주소를 붙여 네트워크에 전송한다. 그래서 도착지에 도달한 패킷 순서가 일정하지 않을 수 있으므로 순서를 다시 구성해야 한다

세션 계층 프리젠테이션 계층 응용 프로그램 계층 응용 프로그램간의 세션을 형성하고 관리한다. 상위 계층인 프리젠테이션 계층에서 두 개 이상의 요소간에 통신이 가능하게 하고 통신을 동기화하고 데이터 교환을 관리해준다. 데이터 전송 중에 체크 포인트와 재시작을 삽입하여 연결이 끊어지는 경우에 재동기화를 쉽게 해준다. 프리젠테이션 계층 응용 프로그램 계층 엔티티간의 정보를 표현하는 구문이 다른 경우 이를 하나의 통일된 형식을 표현한다. 데이터의 압축과 암호화 기능을 수행한다 응용 프로그램 계층 사용자나 응용 프로그램 사이에 데이터 교환을 가능하게 한다. HTTP, FTP, 터미널 서비스, 여러 메일 프로그램, 디렉토리 서비스 등

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