123. OSI 참조 모델

alpaka·2024년 2월 4일

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OSI(Open System Interconnection) 참조 모델의 개요

OSI 참조 모델은 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제표준화기구)에서 제안한 통신 규약(Protocol)이다.

개방형 시스템(Open System) 간의 데이터 통신 시 필요한 장비 및 처리 방법 등을 7단계로 표준화하여 규정했다.

OSI 7계층은 1~3 계층을 하위 계층, 4~7 계층을 상위 계층이라고 한다.

하위 계층: 물리 계층→ 데이터 링크 계층→ 네트워크 계층

상위 계층: 전송 계층→ 세션 계층→ 표현 계층 응용 계층

OSI 참조 모델의 목적

서로 다른 시스템 간을 상호 접속하기 위한 개념을 규정한다.

OSI 규격을 개발하기 위한 범위를 정한다.

관련 규정의 적합성을 조절하기 위한 공통적 기반을 제공한다.

OSI 참조 모델에서의 데이터 단위

프로토콜 데이터 단위(PDU; Protocol Data Unit)

프로토콜 데이터 단위는 동일 계층 간에 교환되는 정보의 단위이다.

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 데이터 단위는 서비스 접근점(SAP)을 통해 상·하위 계층끼리 주고받는 정보의 단위이다.

물리 계층(Physical Layer)

물리 계층은 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

데이터 링크 계층(Data Link Layer)

데이터 링크 계층은 두 개의 인접한 개방 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 시스템 간 연결 설정과 유지 및 종료를 담당한다.

송신 측과 수신측의 속도 차이를 해결하기 위한 흐름 제어 기능을 한다.

프레임의 시작과 끝을 구분하기 위한 프레임의 동기화 기능을 한다.

오류의 검출과 회복을 위한 오류 제어 기능을 한다.

프레임의 순서적 전송을 위한 순서 제어 기능을 한다.

HDLC, LAPB, LLC, MAC, LAPD, PPP 등의 표준이 있다.

관련 장비: 랜카드, 브리지, 스위치

네트워크 계층(Network Layer, 망 계층)

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

네트워크 연결을 설정, 유지, 해제하는 기능을 한다.

발신지와 목적지의 논리 주소가 추가된 패킷을 최종 목적지까지 전달하는 책임을 진다.

경로 설정(Routing), 데이터 교환 및 중계, 트래픽 제어, 패킷 정보 전송을 수행한다.

X.25, IP 등의 표준이 있다.

관련 장비: 라우터

전송 계층(Transport Layer)

전송 계층은 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 담당한다.

종단 시스템(End-to-End) 간의 전송 연결 설정. 데이터 전송 연결 해제 기능을 한다.

주소 설정, 다중화(분할 및 재조립), 오류 제어, 흐름 제어를 수행한다.

TCP, UDP 등의 표준이 있다.

관련 장비: 게이트웨이

세션 계층(Session Layer)

세션 계층은 송·수신측 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당한다.

대화(회화) 구성 및 동기 제어, 데이터 교환 관리 기능을 한다.

송·수신측 간의 데이터 전송, 연결 해제, 동기 처리 등의 대화를 관리하기 위해 토큰이 사용된다.

송·수신 측 간의 대화 동기를 위해 전송하는 정보의 일정한 부분에 체크점을 두어 정보의 수신 상태를 체크하며, 이때의 체크점을 동기점(Synchronization Point)이라고 한다.

동기점은 오류가 있는 데이터의 회복을 위해 사용하는 것으로, 종류에는 소동기점과 대동기점이 있다.

표현 계층(Presentation Layer)

표현 계층은 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 계층이다.

코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색, 정보 형식(포맷) 변환, 문맥 관리 기능을 한다.