chapter 04 . osi 참조 모델

Chapter 04. OSI 참조 모델

목차

1. OSI 참조 모델의 개요

2. OSI 참조 모델의 데이터 전송

3. OSI 참조 모델 7 계층

4. 인터넷 모델

학습목표• OSI 참조 모델의 기본 개념을 이해한다 .

• OSI 참조 모델의 계층 구조를 학습한다 .

• OSI 참조 모델과 인터넷 모델의 특징을 알아본다 .


통신 기술의 도입과 통신 기능의 확장을 쉽게 하려고 프로토콜을 몇 개의 계층으로 나누는 것을 ‘계층화’라 하고 , 통신 기능을 7 계층으로 분류하여 각 계층마다 프로토콜을 규정한 규격을 ‘ OSI(Open System Interconnection)’ 모델이라고 한다 .


OSI 참조 모델은 각각 특정 기능을 수행하는 서로 다른 계층 7 개를 말한다 .

물리 계층 (1 계층 ), 데이터 링크 계층 (2 계층 ), 네트워크 계층 (3계층 ), 전송 계층 (4 계층 ), 세션 계층 (5 계층 ), 표현 계층 (6 계층 ), 응용 계층 (7 계층 ) 으로 구성된다 .

각 계층은 헤더와 데이터 단위 (Data Unit 또는 Protocol Data Unit) 로 정의되는데 , 헤더에는 각 계층의 기능과 관련된 정보가 포함된다 . 송신 측이 헤더를 생성하여 추가하면 수신 측에서 해당 계층이 이 헤더를 사용한다 .

상위 계층이나 하위 계층 사이에 주고받는 것을 ‘서비스 데이터 단위 (SDU)’ 라 하고 , 같은 계층 사이에서 주고받는 것을 ‘프로토콜 데이터 단위 (PDU)’ 라고 한다 .

• 서비스 데이터 단위 (SDU) : 상위 계층에서 전송을 원하는 데이터 • 프로토콜 제어 정보 (PCI) : 프로토콜 제어에 필요한 정보 • 프로토콜 데이터 단위 (PDU) : PCI+SDU


보통 데이터 단위를 패킷이라고 하는데 , OSI 참조 모델 데이터 링크 계층의 PDU 는 프레임 , 네트워크 계층의 PDU 는 패킷 , 전송 계층의 PDU 는 세그먼트로 라벨을 붙인다 .

PDU 의 명칭 데이터링크 계층 : 프레임 네트워크 계층 : 패킷 전송 계층 : 세그먼트


OSI 참조 모델에서 데이터는 응용 계층에서 하위 계층으로 순차적으로 전송되는데 , 물리계층과 응용 계층을 제외한 나머지 계층에서는 데이터의 시작부분과 끝부분에 헤더나 트레일러 형태로 정보를 추가한다 .

시작 부분에 추가되는 헤더는 데이터 링크 계층 (2 계층 ), 네트워크 계층 (3 계층 ), 전송 계층 (4 계층 ), 세션 계층 (5 계층 ), 표현 계층(6 계층 ) 의 데이터에 추가되고 , 끝부분에 추가되는 트레일러는 데이터 링크 계층 (2 계층 ) 에만 추가된다 .

03. OSI 참조 모델 7 계층

계층 7 개는 서로 독립적이므로 어느 한 계층의 변경이 다른 계층에는 영향을 미치지 않는다 .

기능에 필요한 몇 개의 계층만 표준화하면 정상적으로 통신할 수 있다 .

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 물리 계층

물리 계층 (Physical Layer) 두 시스템 간에 데이터를 전송하려고 링크를 활성화하고 관리하는 전기적 · 기계적 ·

절차적 · 기능적 특성 등을 정의한다 .

또한 물리 계층은 허브 , 라우터 , 네트워크 카드 , 케이블 등 전송매체를 통해 비트(bit) 를 전송한다 .

OSI 참조 모델 7 계층 중 물리 계층은 최하위 계층인 첫 번째 계층으로 , 상위 계층에서 전송된 데이터를 물리매체를 통해 다른 시스템에 전기적 신호로 전송한다 .

LAN 카드 , 케이블 , 허브 , 라우터 등 물리적인 것과 데이터 전송에 사용하는 전압 등 기본적인 것이 물리계층에 속한다 .

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 물리 계층

송신 측의 물리 계층은 데이터 링크 계층에서 0 과 1 로 구성된 비트열의 데이터 ( 프레임 ) 를 받아 전기적 신호로 변환한 후 전송매체를 통하여 수신 측에 보낸다 .

수신 측의 물리 계층은 송신 측에서 받은 전기 신호를 0 과 1 로 구성된 비트열로 복원하여 수신 측의 데이터 링크 계층에 전송한다 .

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 데이터 링크 계층

데이터 링크 계층 (Data Link Layer) 물리적 링크를 이용하여 신뢰성 있는 데이터를 전송하는 계층으로 , 네트워크를

통해 데이터를 전송할 때 전송로 역할을 한다 .

데이터 링크 계층에서는 비트를 프레임이라는 논리적 단위로 구성하는데 , 전송하려는 데이터에 인접하는 노드 ( 시스템 ) 의 주소가 더해진다 . 주소는 최종 수신지의 주소가 아니라 전송되는 다음 노드의 주소가 된다 .

OSI 참조 모델 7 계층 중 데이터 링크 계층은 하위 계층인 두 번째 계층으로 , 물리 계층의 바로 위에 위치한다 .

시스템 간에 오류 없이 데이터를 전송하려고 네트워크 계층에서 받은 데이터 단위( 패킷 ) 를 프레임으로 구성하여 물리 계층으로 전송한다 .


물리 주소 14 인 노드가 물리 주소 93 인 노드로 프레임을 보내고 두노드는 링크로 연결되어 있다 .

이 프레임은 헤더에 물리 주소가 있는데 , 여기서는 이 주소들만 필요하다 . 헤더의 끝에는 필요한 정보가 들어 있고 , 트레일러에는 오류를 검출하는 특별한 비트들이 있다 .

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 네트워크 계층

네트워크 계층 (Network Layer) 상위 계층에 연결하는 데 필요한 데이터 전송과 경로선택 기능을 제공하고 , 라우팅

프로토콜을 사용하여 최적의 경로를 선택한다 .

데이터를 전송할 수신 측의 주소를 찾고 수신된 데이터의 주소를 확인하여 내 것이면 전송 계층으로 전송한다 .

네트워크 계층은 데이터를 패킷 단위로 분할하여 전송한 후 재결합한다 .

OSI 참조 모델 7 계층 중 네트워크 계층은 세 번째 계층으로 , 패킷을 송신 측에서 수신 측으로 전송한다 .

• 전송 개체 사이에 안정적으로 전송할 수 있도록 서비스를 제공한다 .

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 네트워크 계층

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 전송 계층

전송 계층 (Transport Layer) 프로토콜 (TCP, UDP) 과 관련된 계층으로 오류 복구와 흐름 제어 등을 담당하며 , 두

시스템 간에 신뢰성 있는 데이터를 전송한다 .

또한 네트워크 계층에서 온 데이터를 세션 계층의 어느 애플리케이션에 보낼 것인지 판독하고 , 네트워크 계층으로 전송할 경로를 선택한다 .

OSI 참조 모델 7 계층 중 전송 계층은 네 번째 계층으로 시스템 종단 간에 투명한 데이터 를 양방향으로 전송하는 계층이다 .

네트워크 계층에서 전송한 데이터와 실제 운영체제의 프로그램이 연결되는 통신 경로라고 할 수 있다

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 전송 계층

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 세션 계층

세션 계층 (Session Layer) 응용 프로그램 계층 간의 통신을 제어하는 구조를 제공하려고 응용 프로그램 계층

사이의 접속을 설정 · 유지 · 종료시켜주는 역할을 한다 .

또한 사용자와 전송 계층 간의 인터페이스 역할을 하며 , LAN 사용자가 서버에 접속할 때 이를 관리하는 기능도 수행한다 .

세션 계층은 OSI 참조 모델의 상위 계층인 다섯 번째 계층으로 , 통신장치 간의 설정을 유지하고 동기화하는 역할을 한다 .


세션 계층에서는 데이터의 단위 ( 메시지 ) 를 전송 계층으로 전송할 순서를 결정하고 , 데이터를 점검 및 복구하는 동기 위치(Synchronization Point) 를 제공한다 .

또한 세션을 종료할 필요가 있으면 종료할 적절한 시간을 수신자에게 알려준다 .


NetBIOS 네트워크에 있는 시스템 간에 지속적으로 통신하려고 세션 유지 및 오류 감지와 복구

등을 처리한다 .

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 표현 계층

표현 계층 (Presentation Layer) 데이터 표현 차이를 해결하려고 서로 다른 형식으로 변환하거나 공통 형식을

제공하는 계층이다 .

송신 측에서는 수신 측에 맞는 형태로 변환 (ASCII 코드 → EBCDIC) 하고 , 수신 측에서는 응용 계층에 맞는 형태로 변환한다 .

또한 그래픽 정보는 JPEG 형태로 , 동영상은 MPEG 형태로 변환하여 송수신하는 기능과 데이터압축 및 암호화 기능 등을 제공한다 .

표현 계층은 OSI 참조 모델의 상위 계층인 여섯 번째 계층으로 , 송신 측과 수신 측 사이에서 표준화된 데이터 형식을 규정한다 .

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 표현 계층

표현 계층과 응용 계층 , 세션 계층 간의 관계를 보여준다 . 표현 계층의 헤더에는 전송되는 데이터 유형과 전송 길이 등 정보가 포함된다

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 응용 계층

응용 계층 (Application Layer) 파일 전송 , 데이터베이스 , 원격 접속 , 이메일 전송 등 응용 서비스를 네트워크에

접속시키는 역할을 하며 , 여러 가지 서비스를 제공한다 .

사용자에게 정보를 입력 받아 하위 계층으로 전달하고 , 하위 계층에서 전송한 데이터를 사용자에게 전달한다

응용 계층은 OSI 참조 모델의 최상위 계층인 일곱 번째 계층으로 , 실제로 통신의 최종 목적에 해당하는 가장 중요한 계층이다 ..

03. OSI 참조 모델 7 계층 : 응용 계층

응용 계층과 사용자 ( 사람 또는 소프트웨어 ), 표현 계층 간의 관계를 보여준다 .

• 응용 계층에서는 헤더와 트레일러가 추가되지 않았다 .

04. 인터넷 모델

인터넷 모델은 네 개의 계층으로 구성되어 있는데 , 하위 계층 세 개는 OSI 참조 모델의 하위 4 계층 ( 물리 계층 , 데이터 링크 계층 , 네트워크 계층 , 전송 계층 ) 과 일치한다 .

인터넷 모델의 응용 계층에서는 OSI 참조 모델의 최상위 3 계층( 세션 계층 , 표현 계층 , 응용 계층 ) 의 역할을 담당한다

04. 인터넷 모델

응용 계층

전송 계층

인터넷 계층

네트워크 접속 계층

04. 인터넷 모델 : 응용계층

응용 계층 인터넷 모델의 응용 계층에 포함되어 있는 프로토콜 일곱 개와 프로그램은 원격으로

컴퓨터 자원에 접속하는 데 사용한다 .

응용 프로그램들로 제공되는 서비스는 표현 계층과 세션 계층에서 정의하고 있다

04. 인터넷 모델 : 응용 계층

SMTP 를 사용한 응용 계층의 예를 살펴보자 . 송신 측 (1) 에서 이메일을 보내면 , 메일 서버 (2) 를 거쳐 수신 측 (3) 에 이메일을 전송한다 . 응용 계층에서는 네트워크 접근 수단을 제공한다 .

04. 인터넷 모델 : 전송 계층

전송 계층 인터넷 모델의 전송 계층에는 TCP 와 UDP 프로토콜이 두 개 있다 .

• TCP(Transmission Control Protocol : 전송 제어 프로토콜 ) 는 송신지에서 수신지까지 문자 스트림을 전송하는데 , 두 응용 계층이 서로 대화하는 것을 허용하는 신뢰성 있는 프로토콜이다 . – TCP 의 성능은 OSI 참조 모델의 전송 계층보다 뛰어나다 .

• UDP(User Datagram Protocol : 사용자 데이터그램 프로토콜 ) 는 OSI 참조 모델에서 정의하는 전송 계층의 일부 역할을 무시하는 단순한 전송 프로토콜이다 .– UDP 는 TCP 에 비해 신뢰성이 낮으며 , 흐름 제어 및 오류 검출 등의 기능이 없어 패킷을

빠르게 전송해야 하는 응용 계층에서 사용한다

04. 인터넷 모델 : 전송 계층

TCP 를 사용한 전송 계층의 예를 살펴보자 . 송신 측에서 데이터(01001100) 를 보내면 , TCP 의 포트 번호 80 번을 이용하여 수신 측으로 데이터를 안전하게 전송한다 .

전송 계층에서는 송신지에서 수신지까지 메시지 전송 기능을 제공한다 .

04. 인터넷 모델 : 인터넷 계층

인터넷 계층 인터넷 모델의 인터넷 계층은 OSI 참조 모델의 네트워크 계층과 비슷하여 ‘

네트워크 계층’이라고도 한다 .

인터넷 계층은 몇 가지 프로토콜을 포함하는데 , 가장 중요한 프로토콜인 IP(Internet Protocol : 인터넷 프로토콜 ) 는 IP 데이터그램이라는 패킷을 만들고 , 수신지에 해당 패킷을 전송한다 .

04. 인터넷 모델 : 인터넷 계층

IP 를 사용한 인터넷 계층의 예를 살펴보자 . 송신지에서 IP(163.152.19.114) 를 사용하여 데이터 (01001100) 를 보내면 , 그

주소를 찾아가는 경로를 설정 ( 라우팅 ) 하고 , 수신지 (163.152.19.114) 로 데이터를 전송한다 .

인터넷 계층에서는 송신지에서 수신지까지 논리적 링크를 설정 · 라우팅하는 기능을 제공한다 .

04. 인터넷 모델 : 네트워크 접속계층

네트워크 접속 계층 인터넷 모델은 대부분 하나의 네트워크나 다른 네트워크의 송신지에서 수신지까지

데이터를 주고받는데 , 물리 계층과 데이터 링크 계층에서 하는 일은 LAN 과 WAN을 연결하여 인터넷을 구성하는 것이다 .

감사합니다 .

chapter 04 . osi 참조 모델

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