[CS/네트워크] OSI 참조 모델

1. OSI(Open System Interconnection) 참조 모델의 개요

OSI 참조 모델

• 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제표준화기구)에서 제안한 통신 규약(protocol)
• 개방형 시스템(Open System) 간의 데이터 통신 시 필요한 장비 및 처리 방법 등을 7단계로 표준화하여 규정
• OSI 7계층은 1~3계층을 하위 계층, 4~7 계층을 상위 계층이라고 한다.
  • 하위 계층 : 물리계 ➡️ 데이터 링크 계층 ➡️ 네트워크 계층
  • 상위 계층 : 전송 계층 ➡️ 세션 계층 ➡️ 표현 계층 ➡️ 응용 계층

 

2. OSI 참조 모델의 목적

• 서로 다른 시스템 간 상호 접속하기 위한 개념을 규정
• OSI 규격을 개발하기 위한 범위를 정한다.
• 관련 규정의 적합성을 조절하기 위한 공통적 기반을 제공한다.

 

3. OSI 참조 모델에서의 데이터 단위

프로토콜 데이터 단위(PDU; Protocol Data Unit)

프로토콜 데이터 단위는 동일 계층 간에 교환되는 정보의 단위

• 물리 계층 : 비트
• 데이터 링크 계층 : 프레임
• 네트워크 계층 : 패킷
• 전송 계층 : 세그먼트
• 세션, 표현, 응용 계층 : 메시지

서비스 데이터 단위(SDU; Service Data Unit)

서비스 접근점(SAP)을 통해 상하위 계층끼리 주고받는 정보의 단위

• 서비스 접근점 : 상위 계층이 자신의 하위 계층으로부터 서비스를 제공받는 점

 

4. 물리 계층 (Physical Layer)

• 전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 등 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의한다.
• 물리적 전송 매체와 전송 신호 방식을 정의하며, RS-232C, X.21 등의 표준이 있다.
• 관련 장비 : 리피터, 허브

 

5. 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

데이터 링크 계층은 두 개의 인접한 개방 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보를 전송할 수 있도록 한다.

• 송신 측과 수신 측의 속도 차이를 해결하기 위한 흐름 제어 기능을 한다.
• 프레임의 시작과 끝을 구분하기 위한 프레임의 동기화 기능
• 오류의 검출과 회복을 위한 오류제어 기능
• 프레임의 순서적 전송을 위한 순서 제어 기능
• HDLC, LAPB, LLC, MAC, LAPD, PPP 등의 표준이 있다.
• 관련 장비 : 랜카드, 브리지, 스위치

 

6. 네트워크 계층(Network Layer, 망 계층)

개방 시스템들 간의 네트워크 연결을 관리하는 기능과 데이터의 교환 및 중계 기능을 한다.

• 네트워크 연결을 설정, 유지, 해제하는 기능을 한다.
• 경로 설정(Routing), 데이터 교환 및 중계, 트래픽 제어, 패킷 정보 전송 수행
• X.25, IP 등의 표준이 있다.
• 관련 장비 : 라우터

 

7. 전송 계층 (Transport Layer)

논리적 안정과 균일한 데이터 전송 서비스를 제공함으로써 종단 시스템 (End-to-End) 간에 투명한 데이터 전송을 가능하게 한다.

• OSI 7계층 중 하위 3계층과 상위 3계층의 인터페이스(Interface)를 담당
• 종단 시스템 (End-toEnd) 간의 전송 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제 기능
• 주소 설정, 다중화(분할 및 재조립), 오류 제어, 흐름 제어
• TCP, UDP등의 표준이 있음.
• 관련 장비 : 게이트 웨이

 

8. 세션 계층 (Session Layer)

송수신 측 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당한다.

• 대화(회화) 구성 및 동기 제어, 데이터 교환 관리 기능
• 송수신 측 간의 대화 동기를 위해 전송하는 정보의 일정한 부분에 체크점을 두어 정보의 수신 상태를 체크하며, 이때의 체크점을 동기점(Synchronization Point)라고 한다.
  • 동기점은 오류가 있는 데이터의 회복을 위해 사용
  • 소동기점(Minor Synchronization Point) : 하나의 대화 단위 내에서 데이터 전달을 제어하는 역할, 수신 측으로부터 확인신호(ACK)를 받지 않음
  • 대동기점(Major Synchronization Point) : 전송하는 각 데이터의 처음과 끝에 사용하여 전송하는 데이터 단위를 대화 단위로 구성하는 역할, 수신 측으로부터 반드시 전송한 데이터에 대한 확인 신호 (ACK)를 받음.

 

9. 표현 계층(Presentation Layer)

응용 계층으로부터 받은 데이터를 세션 계층에 보내기 전에 통신에 적당한 형태로 변환하고, 세션 계층에서 받은 데이터는 응용 계층에 맞게 변환하는 기능을 한다.

• 서로 다른 데이터 표현 형태를 갖는 시스템 간의 상호 접속을 위해 필요한 계층
• 코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색, 정보 형식(포맷) 변환, 문맥 관리 기능

 

10. 응용 계층 (Application Layer)

사용자(응용 프로그램)가 OSI 환경에 접근할 수 있도록 서비스를 제공

• 응용 프로세스 간의 정보 교환,전자 사서함, 파일 전송, 가상 터미널 등의 서비스 제공