ISO및 CCITT에서 권고하는 개방형 시스템 상호 접속 (OSI:Open System Interconnection)을 위한 참조 모델(reference model)
OSI 참조 모델은 컴퓨터 통신망 구조의 기본 모델이며 7계층으로 구성되어 있다
주요 용어
- OSI 모델 :
서로 개방되어 있는 시스템 간에 정보를 교환하기 위한 표준 - 캡슐화 :
데이터에 각 계층의 제어정보를 추가하는 것 - 역캡슐화 :
캡술화의 반대 개념으로 최하위 물리 계틍에서 퇴상위 응용 계틍까지 데이터 전달에서 각 계층의 제어정보를 제거하는 것 - CASE :
공통 응용 서비스 요소로 응용에 무관하게 개방 시스템 접속을 위한 방법 제공
OSI 참조 모델의 개요
OSI 참조 모델의 목적
- ISO 7498 (198년)
HW/SW 관계없이 서로 다른, 개방되어 있는 시스템 간에 통신을 용이하게 하는 데 목적 - 개방형 시스템의 상호접속을 위한 참조 모델
- 이기종(heterogeneous) 시스템간의 통신이 가능하도록
- 개방(형) 시스템 : 적용 가능한 표준을 상호 인정하고 지원
OSI의 계층
- 7계층 OSI 참조 모델
- 응용 계층 (Application Layer)
- 표현 계층 (Presentation Layer)
- 세션 계층 (Session Layer)
- 전송 계층 (Transport Layer)
- 네트워트 계층 (Network Layer)
- 데이터링크 계층 (Data Link Layer)
- 물리 계층 (Physical Layer)
- 중계 개방 시스템을 갖는 계층
- 네트워크
- 데이터링크
- 물리
계층의 분리원칙
- 너무 많은 계층으로 분리함으로써 각 계층에 대한 설명과 이들에 대한 조합이 필요 이상으로 많지 않아야 한다.
- 서비스의 양이 적고 최소의 상호 작용이 일어나도록 경계를 정해야 한다.
- 수행하는 일의 측면에서나 필요로 하는 기술의 측면에 있어서 명백히 서로 다른 기능들을 다룰 수 있도록 계층을 설정한다.
- 비슷한 기능들은 같은 계층에 존재하도록 한다.
- 과거의 경험에 의해 성공적이라 판단되는 곳에 경계를 설정한다.
- 쉽게 세분화되는 기능을 하나의 계층으로 한다.
- 필요한 경우 표준화된 인터페이스를 가질 수 있는 곳에 경계를 설정한다.
- 데이터에 대한 조작, 즉 구문(syntax), 의미(semantic) 등의 추상적 개념에 대해 서로 다른 수준을 필요로 하는 곳에서 계층을 설정한다.
- 각 계층은 단지 상위 계층과 하위 계층에 경계를 갖도록 한다. 즉, 다른 계층과는 전혀 무관하도록 한다.
각 계층이 필요한 이유
- 물리 계층 :
종단 간을 연결 하려면 다양한 물리적 매체를 사용하는 구조가 필요 - 데이터링크 계층 :
전화회선, 광섬유 등 물리적 통신 매체를 사용할 결루에 서로 다른 데이터링크 제어 절차가 필요함 - 네트워트 계층 :
전송주체(송/수신자) 사이에 중간 노드가 있는 경우에도 전송 주체 간의 연결 통로(네트워크 연결)를 제공해야 함 - 전송 계층 :
발신지 시스템에서 목적지 시스템까지의 신뢰성 있는 데이터 이동을 제어할 필요가 있음 - 세션 계층 :
대화를 조직하고 동기화하거나 데이터 교환을 관리할 필요가 있음 - 표현 계층 :
응용 프로그램의 구조화된 데이터를 표현하고 조정하는 기능이 필요함 - 응용 계층 :
응용 프로그램을 위한 프로토콜을 함께 관리할 필요가 있음
캡슐화
데이터에 각 계층의 제어정보를 추가하는 것
Service Data Unit + Protocol Control Information => Protocol Data Unit
SDU + PCI = PDU
- 응용 계층 : Data
- 표현 계층 : APDU
- 세션 계층 : PPDU
- 네트워트 계층 : SPDU
- 전송 계층 : TPDU
- 데이터링크 계층 : NPDU
- 물리 계층 : DLPDU
각 계층의 목적 및 기능
응용 계층
- 기본적인 서비스
- 각 사용자에게 속하는 서비스
- 각 응용에 속하는 서비스 요소
- 공통 응용 서비스 요소
- CASE(Common Application Service Element) :
응용에 무관하게 개방 시스템 접속을 위한 방법 제공 - 응용 계층의 기능
- 응용 계층 기능들의 그룹화
- 응용 프로세스 관리
- 시스템 관리
- 응용계층 관리
표현 계층
- 응용 계층과 세션 계층 사이
- 목적 : 응용체들 사이의 데이터 교환
- 응용체들이 통신하거나 참조할 수 있도록 정보를 표현하는 기능을 제공
- 응용체간에 교환되어야 할 데이터를 표현
- 응용체들의 총신에서 참조할 수 있는 데이터 구조를 표현
- 구문독립성 (syntac independence) 제공
- 표현 계층은 데이터가 표현되는 구문(syntax)에만 관계하며, 응요 계층과 관계있는 의미(semantics)와는 무관
- 구문 변환(syntax transformation) :
코드와 글자의 변환, 데이터 구조의 변환, 데이터 구조에 대한 연산의 결정등 - 구문 선택(syntax selection) :
초기에 알맞는 구문을 선택하고 선택한 구문을 수정하는 것을 포함
- 표현 계층의 기능
- 구문의 변환
- 구문의 절충
- 주소지정과 다중화
- 표현 계층 관리
세션 계층
- 표현 계층과 전송 계층의 사이
- 목적 : 표현체들 사이의 데이터 교환
- 표현 계층들의 대화(dialogue) 세션의 형성과 동기, 정상적인 데이터의 교환
- 세션 계층의 기능
- 세션 연결 설정 (end-to-end 세션 연결 구성)
- 정상적인 데이터 통신 (흐름 제어 등 포함)
- 세션 연결 해제
- 신속 데이터 (expedite data) 전송
- 세션 연결 복구
- 세션 계층 관리
전송 계층
- 세션 계층과 네트워크 계층의 사이
- 목적 : 세션 계층들 사이의 데이터 교환
- 세션을 갖고 있는 두 이용자 사이의 정확한 데이터 전송 서비스를 제공
- end-to-end message delivery
- 가능한 네트워크 서비스를 최대로 이용하여 최소의 경비로 각 세션 계층의 요구 사항을 수행
- 전송 계층의 기능
- 주소 변환 (전송 주소를 네트워크 주소로 변환)
- end-to-end 전송 연결 구성
- 다중화와 분리(splitting)
- 전송 연결의 설정과 해제
- 각각의 연결에 대해서 양 종단간의
- 순서제어, 오류 검출, 오류 복구, 흐름 제어
- segmenting, blocking, concatenation
- 신속 데이터 전송
- 전송 계층 관리
네트워트 계층
- 전송 계틍과 데이터 링크 계층 사이
- 목적 : 전송체들 사이의 데이터 교환
- 라우팅(routing) 전략을 사용하여 데이터를 송신지 컴퓨터로부터 여러 네트워크를 거쳐 수신지 컴퓨터까지 전달
- 네트워크 계층의 기능
- 경로선택과 중계(routing and relaying)
- 네트워크 연결(network connection)
- 네트워크 연결의 다중화
- 세그멘팅과 블로킹
- 오류 검출 및 오류 통보
- 순서 냐열(sequencing)
- 흐름제어
- 신속 데이터 전송 서비스
- 네트워크 계층 관리
데이터링크 계층
- 네트워크 계층과 물리 계층의 사이
- 목적 : 네트워크체들 사이의 데이터 교환
- 네트워크체들 사이에 데이터링크 연결을 설정, 유지, 해제하여 데이터(데이터링크 SDU)를 교환
- node-to-node delivery
- 데이터링크 계층의 기능
- 데이터링크 연결의 설정 및 해제
- node-to-node 데이터링크 연결 구성
- 데이터 링크 SDU의 전송
- 네트워크 연결 종단 확인명 제공
- 순서나열(sequencing)
- 오류 검출, 오류 복구 및 오류 통보
- 흐름 제어
- 데이터 링크 계층의 관리
- 데이터링크 연결의 설정 및 해제
물리 계층
- 데이터링크 계층 아래
- 목적 : 데이터링크체들 사이의 데이터 교환
- 물리적 연결의 설정, 유지, 해제를 통해 하나의 노드에서 다음 노드까지 각 비트를 전송
- 물리 계층의 기능
- 물리적 연결(physical connection) : 물리적 매체와의 인터페이스
- 물리적 서비스 데이터(PSDU)의 전송 : 비트의 복호화 및 부호화, 비트 전송 속도, 비트 동기화
- 물리적 연결 종단 확인명(endpoint identifier) 제공
- 물리 계층 관리
요약
- OSI 모델의 목적은 특정 시스템의 하드웨어나 소프트웨어에 관계 없이 서로 다른 시스템 간에 통신을 용이하게 하는 것.
- OSI의 참조 모델은 7개의 계층으로 구성됨.
응용, 표현, 세션, 전송, 네트워크, 데이터링크, 물리 - OSI 참조 모델에서 계층화란 계층과 계층을 구문하는 것으로 경계가 어디서 어떻게 이루어져야 하는 지 등에 관한 일반적인 원틱을 따름.
이 원칙이란 크게 보면 컴퓨터과학에서 사용해오는 체계적인 접근방법에서 중요시하는 원칙임.
System approach : modular design, component-based design, object-oriented design - 캡슐화란 전송하고자 하는 데이터에 해당 계층의 제어정보를 추가하는 것임.
이때 전송하고자 하는 데이터는 SDU(Service Data Unit)이라 하고, 제어정보는 PCI(Protocol Control Information), SDU에서 PCI를 추가한 데이터를 PDU(Protocol Data Unit)라고 부름. - 응용 계층은 사용자에게 OSI 모델로서의 액세스와 분산정보 서비스를 제공함.
- 표현 계층은 데이터의 표현상에 존재하는 상이점으로부터 응용 프로세스에 독립성을 제공함.
- 세션 계층은 응용 간의 통신을 위한 제어구조를 제공하며, 서로 연관된 응용 간의 접속을 설정, 유지, 종결함.
- 전송 계층은 종점 간의 신뢰성 있고 투명한 데이터 전송을 제공, 두 종점 간 오류 복구와 흐름제어를 제공함.
- 네트워크 계층은 시스템 간을 연결하는 데이터 전송과 교환기법으로부터의 독립성을 유지하여 상위 계층에 제공하며, 접속의 설정, 유지, 종결의 책임을 짐.
- 데이터링크 계층은 물리적 링크 간의 신뢰성 있는 정보 전송을 제공하며, 필요한 동기화, 오류제어, 흐름제어를 담당, 데이터의 블록을 전송함.
- 물리 계층은 물리적 전송매체상의 비트 스트림 전송에 관한 기능을 담당함. 물리적 전송매체에 접속하기 위한 기계적 / 전기적 / 절차적 특성을 취급함.
출처 : 방송통신대 강의 자료실 정보통신망 강의록
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