OSI(Open System Interconnection) 7계층

OSI 7계층은 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 국제 표준화 기구인 IOS(International Stadnardization Organization)에서 제안한 통신 규약(Protocol)이다.

• 각 계층은 서로 독립적으로 구성되어 있고, 각 계층은 하위 꼐층으로부터 서비스를 제공받음(하위 계층과 상위 계층의 통신 경계점을 서비스 접근점(SAP)이라고 함)
• 하위 계층 : 물리 계층 → 데이터 링크 계층 → 네트워크 계층
• 상위 계층 : 전송 계층 → 세션 계층 → 표현 계층 → 응용 계층
• 계층을 지날 때 마다 헤더(Header)가 붙는데, 이것은 해당 계층의 기능과 관련된 제어 정보가 포함되어 있음

계층 이름	기능	프로토콜	PDU(Protocol Data Unit)	장비
응용 계층(Application Layer)	사용자와 네트워크 간 응용서비스 연결, 데이터 생성	HTTP, FTP, SSH	메시지(Message)
표현 계층(Presentation Layer)	데이터 형식 설정, 부호교환, 암•복호화, 압축	JPEG, MPEG	Data(데이터)	호스트(PC...)
세션 계층(Sesscion Layer)	송수신 간의 논리적인 연결, 연결 접속, 동기제어	RPC, NetBIOS	메시지(Message)
전송 계층(Transport Layer)	송수신 프로세스 간의 연결, 신뢰성 있는 통신 보장, 데이터 분할, 재조립, 흐름 제어, 오류 제어, 혼잡 제어	TCP, UDP	세그먼트(Segment)	L4 스위치
네트워크 계층(Network Layer)	단말기 간 데이터 전송을 위한 최적화된 경로 제공	IP, ICMP	패킷(Packet)	라우터
데이터 링크 계층(Data Link Layer)	인접 시스템 간 데이터 전공, 전공 오류 제어, 동기화, 흐름 제어, 회선 제어	HDLC, PPP	프레임(Frame)	브리지, 스위치
물리 계층(Physical Layer)	0과 1의 비트 정보를 회선에 보내기 위한 전기적 신호 변환	RS-232C	비트(Bit)	허브, 리피터

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1️⃣ 물리 계층(Physical Layer)

물리 계층은 다양한 전송매체를 통해 비티 스트림으로 전송하며, 전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 등 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의한다.

2️⃣ 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

데이터링크 계층은 물리적으로 연결된 두 개의 인접한 개방 시스템들 간의 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 링크의 설정과 유지 및 종료를 담당하며 노드 간의 회선 제어, 흐름 제어, 오류 제어 기능을 수행하는 계층이다.

데이터 링크 계층의 프로토콜

• L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol) :
  • 2 계층(데이터링크 계층)에서 구현되는 터널링 프로토콜
  • 터널링 프로토콜인 PPTP와 L2F의 기술적 장점들을 결합하여 만들어진 프로토콜
  • 자체적으로 암호화 및 인증 기능을 제공하지 않아 다른 보안 프로토콜과 함께 사용되는 경우가 많음
  • PPTP : PPP 패킷을 IP 패킷에 캡슐화하여 통과시키기 위한 터널링 프로토콜
  • L2F : 인터넷을 통한 VPN 연결을 위해 개발된 터널링 프로토콜
• HDLC(High-level Data Link Control) :
  • 점재점 방식이나 다중방식의 통신에 사용되는 ISO에서 표준화한 동기식 비트 중심의 데이터 링크 프로토콜
• PPP(Point-to-Point) :
  • 네트워크 분야에서 두 통신 노드 간의 직접적인 연결을 위해 일반적으로 사용되는 데이터 링크 프로토콜
• ATM(Asynchronous Transfer Mode) :
  • 가상 채널 (Virtual Channel) 기반의 연결 지향 서비스로 셀이라 부르는 고정 길이(53바이트) 패킷을 사용하며 통계적 다중화 방식을 이용
  • 자료를 일정한 크기로 정하여 순서대로 전송하는 자료의 전송 방식
  • 셀이라 부르는 고정 길이 패킷을 이용하여 처리가 단순하고 고속망에 적합하며, 연속적으로 셀을 보낼 때 다중화를 하지 않고 셀단위로 동기가 이루어지지만 경우에 따라 동기식 시간 분할 다중화를 사용하기도 함

패리티 비트(Parity Bit)

정보의 전달 과정에서 오류가 생겼는지를 검사하기 위해 추가된 비트이다. 즉, 전송 과정에서 1비트 오류를 검출하기 위한 것으로, 패리티비트를 포함해 1의 개수가 짝수(짝수 패리티비트)나 홀수(홀수 패리티비트) 개가 되도록 한다. 데이터 전송 과정에서 1비트 오류가 발생하면 1의 개수가 홀수 개로 바뀐다.

• FEC(Forward Error Correction, 전진 오류 수정) :
  • 발생한 오류를 검출하여 검출된 오류를 재전송 요구 없이 스스로 수정하는 방식
  • 오류 검출과 수정을 위한 방식에 hamming 코드 방식과 상승 코드 방식이 있음
• BEC(Backward Error Correction, 후진 오류 수정) :
  • 오류를 발견하면 송신 측에서 재전송 요구하는 방식
  • Parity Check(패리티 검사), CRC, Block Sum Check(블록합 검사)을 사용하여 오류를 검출하고, 오류 제어는 자동 반복 요청(ARQ; Automatic Repeat reQuest)에 의해
  • 이루어짐 비지니스 이베일 침해의 약자로도 쓰임
• hamming : 수신 측에서 오류가 발생한 비트를 찾아 재전송을 요구하지 않고 자신이 직접 오률르 수정하는 방식으로 1비티의 오류 수정이 가능
• 상승 코드(부호) 방식 : 1개의 오류 비트를 수정할 수 있는 해밍과 다르게 여러 개의 비트의 오류가 있더라도 한계값(경계값), 순차적 디코딩을 이용하여 모두 수정할 수 있는 방식
• Parity Check : 7~8개의 비트로 구성되는 전송 문자에 패리티 비트를 추가하여 오류를 검출하는 방식
• CRC(Cycle Redundancy Check) : 순환 중복 검사로, 다항식을 통해 산출된 CRC값을 토대로 오류를 검사는 방식. 즉, 집단 오류를 해결하기 위한 방식
• Block Sum Check(블록합 검사) : 프레임의 모든 문자로부터 계산되는 잉여 패리티 비트들을 사용하는 2차원(가로/세로) 패리티 검사 방식

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참고,
길벗알앤디. 『정보처리기사 실기 단기완성』. 길벗. 2023.
NCS 정보처리기술사 연구회. 『수제비 2023 정보처리기사 실기』. 건기원. 2023.