OSI 7 계층이 사용되는 네크워크

정의 : 통신 매체의 링크를 통해 연결된 Node들의 집합

구성 요소	정의
Server	Data 또는 Resource를 제공하는 System
Client	Data 또는 Resource를 제공받는 System
매체	Cable, 전파
Message	보내고 받는 모든 Data
Protocol	통신 규약

OSI Model 이란?

-컴퓨터 네트워크를 설계하거나 네트워크 프로토콜을 설계하기 위한 지침

-1947년에 ISO(International Orgaization for Standardization)에서 제안

-개방형 시스템의 통신을 위해 7개의 계층을 제안

-각 계층별로 고유한 기능을 가지고 있음

-계층화된 구조를 사용하여 데이터 통신이 이루어짐

-표준화 모델 사용으로 인한 이기종과 데이트 통신 가능

1. 물리 계층(Physical Layer)

- 사용자 데이터를 물리 매체 상에서 소통이 가능한 통신 신호로 변환하여 전송하는 계층

<신호 전송을 위한 4가지 특성을 포함>

전기적 특성 : 전압 레벨과 전압이 변하게 되는 시점

기능적 특성: 케이블의 기능적 특성을 정의

절차적 특성: 데이터 전송의 절차 규정

물리적 특성: 표준 케이블 간의 물리적 연결 정의

 

-UTP 케이블 제작 및 설치가 쉬우나 잡음, 간섭에 약함

-네트워크 구성 시, UTP 케이블의 최대 전송 길이 및 설치 환경에 유의할 필요가 있음

-허브, 리피터, NIC(Network Interface Card)가 1계층 장비에 속함

-물리 계층에서 전송되는 데이터를 비트(bit)라고 함

 

2. 데이터링크 계층(Datalink Layer)

-서로 다른 네트워크 장치 간의 데이터 전송을 담당

-데이터링크 계층에서 전송되는 데이터를 프레임(Frame)이라고 함

-MAC(Media Access Control) 매체 접근 제어 및 48bit의 16진수 주소를 사용

-데이터링크 계층의 대표적 장치로 스위치와 브리지가 있으나, 현재 브리지의 기능이 스위치에 포함되었음

-스위치는 프레임 전송을 위한 MAC Table 사용

 

MAC Address

-48bit의 16진수로 주소 표현

-Frame Control, L2 보안을 위해서 사용 됨

 

데이터링크 계층의 5가지 주요 기능

 프레이밍(Framing) 물리계층에서 수신한 신호를 조합하여 프레임 단위의 정해진 크기의 데이터로 만듦

 흐름 제어(Flow Control) 송신 측과 수신 측 간에 데이터 흐름을 제어

 오류 제어(Error Control) 프레임 전송 시 발생한 오류를 복원하거나 재전송

 접근 제어(Access Control) 매체 상의 장치가 여럿 존재할 때, 통신 장치의 활동 상황을 고려하여 데이터 전송 가능 여부 결정

 동기화(Synchronization) 프레임 헤더에 전송된 프레임의 타이밍 정보를 맞추기 위한 특별한 비트 패턴을 제공

 

3. 네트워크 계층

-네트워크 계층의 데이터를 패킷(Packet)이라 함

-IP주소를 기반으로 패킷을 전달하는 계층

-3계층의 대표적인 장치는 Router(라우터)

-라우터가 패킷을 수신하면 어떤 경로로 패킷을 전송할 것인지 라우팅 프로토콜에 따라 판단함

-라우터는 LAN 구간의 통신을 위해 MAC 주소 보유

-LAN 구간과 WAN 구간을 연결시켜주는 계층

네트워크 계층의 3가지 주요 기능

 패킷 전달(Packet Forwarding) 종단 간(End-to-End)의 패킷 전달 수행

 라우팅(Routing) 라우팅 프로토콜을 기반으로 효율적인 경로 선택

 논리적인 주소(Logical Address) 사용

- IP 프로토콜 헤더를 붙여 캡슐화를 수행

- IP 주소를 사용하여 사용자 데이터를 목적지로 전달

 

논리적 링크와 물리적 링크를 함께 사용하여 패킷을 전달함 네트워크 계층의 프로토콜

 IP : Internet Protocol로 v4와 v6가 있음

 ARP : Address Resolution Protocol로 IP주소를 기반으로 MAC 주소를 찾을 때 사용

 RARP : Reverse ARP로 MAC 주소를 기반으로 IP 주소를 찾을 때 사용

4. 전송 계층(Transport Layer)

-전송 계층 데이터를 세그먼트(Segment)라고 함

-세그먼트 헤더에는 포트 주소 또는 소켓 주소가 포함

-상위 3개 계층과 하위 3개 계층의 중간에 위치

-종단 간(End-to-End) 데이터 통신 보장

-흐름 제어와 오류 제어 등을 통해 데이터 통신 보장

-지연(Delay)에 따른 왜곡 및 대역폭 부족 문제 해결

-동시에 여러 개의 논리적 연결 지원

-사용자 데이터 분할과 재조립

 

5. 세션 계층(Session Layer)

-세션 계층 데이터를 메시지(Message)라고 함

-통신의 시작과 종료를 정의

 

6. 표현 계층(Presentation Layer)

-데이터를 어떻게 표현하는지를 정의하는 계층

-응용 계층에서 생성된 데이터는 컴퓨터에서 만들어진 데이터이고, 이 데이터를 다른 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태로 변환 ex) ASCII, Binary, ASN.1

-암호화를 통해 데이터의 보안을 높임

-데이터 압축 기능을 지원

 

7. 응용 계층(Application Layer)

-응용 프로그램과 통신 프로그램 사이를 연결하는 역할

-OSI 최상위 계층, 사용자가 가장 가까운 계층

<응용 계층의 프로토콜 예시>

 FTP(File Transfer Protocol) : 파일 전송 프로토콜

 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) : 메일 전송 프로토콜

 SNMP(Simple Network Management Protocol) : 모니터링

 Telnet : 원격 접속

 SSH(Secure Shell) : 암호화 원격접속

 http(Hyper Text Transfer Protocol) : www 이용 시 사용

 https(Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket) : http의 보안이 강화된 프로토콜

 

<<OSI 7계층 캡슐화>>

-OSI 참조 모델은 각 계층별로 고유 기능과 역할 존재

-각 계층의 고유 기능만을 수행, 계층간 독립성 유지

-계층별 헤더는 각 프로토콜의 동작에 필요한 요소 기록

-헤더는 데이터 유닛의 맨 앞에 붙음

-데이터를 하위 계층으로 전송할 경우 헤더를 추가

-데이터를 상위 계층으로 전송할 경우 헤더를 제거

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