[Network] OSI 7 계층이란?, 개념 및 역활

OSI 7 계층이란?, 개념 및 역활

 

OSI 7 계층 이란?

• 이기종 시스템간의 네트워크 상호호환을 위해 필요한 표준 아키텍처를 정의한 참조모델로서 각 계층별로 표준화를 함으로써 상·하위 계층  간에 인터페이스만 충족시켜주면 다양한 제조사들에 의한 독자적인 계층별 프로토콜의 구현 및 발전을 이룰 수 있다.

 

주요 용어 정리

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• 개방형시스템(OS)

인터페이스와 프로토콜이 표준화 되어 서로 다른(이기종) 시스템과 상호 연동이 가능한 시스템을 말하며, 이와는 반대로 폐쇄형 시스템(CS)는 독자적인 인터페이스와 프로토콜을 사용하여 이기종 시스템과 호환되지 않는 시스템을 말합니다.

• 노드(Node)

네트워크에 연결된 장치를 의미한다. 네트워크에 연결된 컴퓨터를 포함하여 네트워크 프린터와 같으 주변기기, 라우터, 스위치, 허브와 같은 통신 장비를 포함한다.

• 호스트(HOST)

일반적으로 Node 중 컴퓨터 노드를 가리켜 호스트라고 표현한다.

• 종단 노드(End-Node)

통신의 양 끝단에 해당하는 노드로 최초 송신 노드(최초 출발지)와 최종 수신 노드(최종 목적지)를 말한다.

• 중계 노드(Intermediate Node)

End-Node 사이에 패킷 중계를 해주는 노드를 말한다.

• 링크(Link)

노드 사이의 패킷을 전달하기 위한 물리적인 통신경로를 말한다.

• 프로토콜

시스템 간에 통신을 하기 위한 규약으로 구문, 의미, 타이밍으로 구성되어 있다.

*구문: 송수신 데이터 포맷 / 의미: 데이터의 각 항목이 가지는 의미 / 타이밍: 데이터 송수신 동작방식 정의

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1. 계층: 물리계층(Physical Layer)

 물리적 데이터를 전기적인, 광학적인 신호로 변환하여 입출력을 담당하는 계층으로 1계층에는 주소 정보가 없다. 따라서 목적지를 인식할 수 없고 전기적인 신호만을 연결된 모든 노드에게 전달한다.

 

2. 계층: 데이터링크 계층(Data Link Layer)

  Node-To-Node Delivery, 인접한 노드간의 신뢰성 있는 프레임 전송을 담당하는 계층으로 데이터링크 계층은 인접노드간의 통신이며 최종 목적지 노드에 도달하기 위해서는 각각의 노드 간에 프레임에 대한 주소설정(MAC 주소)이 이루어진다.

• 신뢰성 있는 전송을 위한 데이터링크 특징

2.1 흐름제어(Flow Control)

 송신노드가 수신노드의 처리속도를 고려하여 이를 초과하지 않도록 전송을 제어한다. 이러한 흐름제어는 수신노드가 수신확인응답을 송신노드에 제공함으로써 흐름제어를 수행하는데 다음 2가지 방식이 있다.

• 정지-대기(Stop and Wait)

 송신측에서 프레임을 전송한 후 확인응답(ACK)을 받을 때까지 대기하는 방식

• 슬라이딩 윈도우(Sliding Window)

 소신측에서 수신측의 수신확인응답을 받기 전에 수신 가능한 범위 내에서 여러 프레임을 전송하는 방식

 

2.2 오류제어(Error Control)

 전송 중에 여러 가지 원인(주파수 혼란, 감쇠, 잡음 등)에 의한 오류나 손실 발생 시 이를 해결하기 위한 제어방식이다. 오류 제어 방식으로는 아래 2가지가 있다.

• 후진 오류 수정방식(BEC, Backward Error Correction)

 송신측에서 데이터 전송 시 오류를 검출할 수 있는 부가정보를 함께 전송하여 수신측에서 이를 점검하여 오류 발생 시 재전송을 요청하는 방식으로 이러한 요청을 ARQ(Automatic Repeat Request)라 한다.

• 전진 오류 수정방식(FEC, Forward Error Correction)

 재전송이 불필요한 방식으로 송신측에서 데이터 송신 시 오류의 검출 및 수정까지 가능한 부가정보를 담아서 보내는 방식

2.3 회선제어(Line Control)

 점-대-점(Point-to-Point) 또는 다중점과 단방향, 반이중 및 전이중 등의 전송 방식에 따라 사용되는 전송링크에 대한 제어 규범이다.

3. 계층: 네트워크 계층(Network Layer)

 End-To-End Delivery, End노드(종단 노드) 간의 라우팅을 담당하는 계층으로 Host-To-Host Delivery라고도 하며, 최종 목적지 노드를 착아가기 위해서는 노드에 대한 논리적인 주소가 필요한데 TCP/IP 프로토콜에서는 IP 주소가 이 역활을 수행한다.

 라우팅이란, 라우팅 알고리즘에 의해 목적지로 전송하기 위한 최적의 경로를 설정하고 패킷을 교환하는 기능을 제공하는 것을 말한다.

4. 계층: 전송 계층(Transport Layer)

 End-To-End Reliable Delivery, End 노드간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당하는 계층이다. 좀 더 구체적으로 말하면 각 End 노드의 해당 Process 간 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당하는 계층이다.(Process-To-Process Communication)

 목적지 Node(Process)를 찾아가기 위해서는 Process를 식별하기 위한 논리적인 주소가 필요하며 TCP/IP 프로토콜에서는 Port Address가 이 역활을 수행한다.

 

• 신뢰성 있는 데이터전송을 보장하기 위한 기능

4.1 분할과 재조합(Segmentation and Reassembly)

 조건에 따라 원본 데이터를 전송 가능한 세그먼트 당위로 분할하여 전송하면 목적지에서는 이를 재조합하여 원본 데이터를 복원한다. 

4.2 연결제어(Connection Control)

 연결지향과 비연결지향 방식을 제공한다.

 

4.3 흐름제어(Flow Control) 

 흐름제어를 한다는 것은 상호간에 수신할 수 있는 만큼만 전송해서 데이터의 손실이 발생하지 않도록 하는 제어방식이다. 종단노드 간 흐름제어를 수행하며 데이터링크 계층은 바로 인접한 노드 간에 흐름제어를 했다면 전송계층에서는 양 종단 노드 간에 흐름제어를 수행하므로 그 범위가 넓다.

4.4 오류제어(Error Control) 

 종단노드 간 전송 중 오류 발생 시 이를 교정한다.

4.5 혼잡제어(Congestion Control)

 네트워크 혼잡도를 계산하여 전송량을 제어한다.

5. 계층: 세션 계층(Session Layer) 

Application간 논리적인 연결인 세션의 생성, 관리 및 종료를 담당하는 계층

 

6. 계층: 표현 계층(Presentation Layer)

 데이터 표현방식 변환을 담당하는 계층으로 인코딩/디코딩, 압축/압축해제, 암호화/복호화 등을 담당한다.

7. 계층: 응용 계층(Application Layer)

 사용자가 네트워크에 접근할 수 있는 인터페이스이며, 네트워크 서버/클라이언트 프로그램이다.

 

쉽게 암기: 물데네전세표응

 

OSI7계층 데이터 교환방식

 

 

 

참고사이트

https://blog.lael.be/post/107

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