Ch 1. OSI와 인터네트워킹 장비(1) - OSI
Internetworking Architure
- 개별 네트워크들의 내적 일관성을 유지한다. 인터넷에 접속하기 위해 개별 네트워크의 변경이 불필요하다.
- 패킷 오류 발생시 소스로부터 재전송한다. (Stupid Network)
- 게이트웨이 또는 라우터라 불리는 블랙박스를 이용해 네트워크들을 연결한다.
- 운용 측면에서 볼 때 전체적인 통제(global control)는 불필요하다.
OSI 참조 모델
1980년 말경에 개방형 시스템 간의 통신을 위해 제안된 네트워크 모델.
프로토콜을 7계층으로 분류하여 규정한 규격을 가지며 각 계층은 하위 계층의 기능만을 이용하고 상위 계층에게 기능을 제공한다.
일반적으로 하위 4계층은 하드웨어로, 상위 3계층은 소프트웨어로 구현된다.
1계층: 물리 계층
- 데이터를 물리 매체 상으로 전송하는 역할
- 물리적 링크의 설정, 유지, 해제 담당
- 전송 매체, 전송률, 신호의 인코딩 방식에 대한 특성을 정의
- 사용자 장비와 네트워크 종단 장비 간 물리적, 전기적 인터페이스 규정
- 전송선로의 종류에 따른 전송 방식과 인코딩 방식 결정
2계층: 데이터 링크 계층
- 물리 계층에서 전송하는 비트들에 대한 동기 및 식별 기능
- 전송 매체에 프레임을 송수신하는 역할을 담당
- 원활한 데이터의 전송을 위한 흐름제어(Flow Control) 기능
- 안전한 데이터 전송을 위한 오류 제어(Error Control) 기능
- 헤더(header)와 트레일러(trailer) 이용
- 헤더필드에는 송신지와 수신지의 주소를 포함
- 트레일러에는 오류 검출 코드를 포함
3계층: 네트워크 계층
- 송신 측과 수신 측간의 논리적 링크 설정
- 상위 계층 데이터를 패킷으로 분할
- TCP/IP상에서 IP계층으로 불리며 다음과 같은 프로토콜이 존재
- IP: 호스트 네트워크 주소 관리, 패킷을 라우팅하는 역할
- ARP(Address Resolution Protocol): 네트워크 호스트들의 하드웨어 주소를 얻는데 사용
- ICMP(Internet Control Message Protocol): 패킷 전송에 관한 오류 메시지 처리
4계층: 전송 계층
- 네트워크 서비스와 상위 사용자 서비스를 구분
- 전체 메시지의 종단간(end-to-end) 전달
- TCP: 데이터의 확실한 전송이 필요한 경우 사용
- UDP: 데이터의 정확한 전달을 보장하지 않음. - 흐름 제어 및 오류 제어 기능
- 전송 계층은 네트워크에 관여하지 않음
5계층: 세션 계층
- 송수신 프로세스 사이의 세션의 확립 및 유지, 종료 담당
- 반이중 대화(half duplex dialog), 전이중 대화(full duplex dialog)의 설정 및 동기화 유지
6계층: 표현 계층
- 전송 데이터의 구문과 의미에 대한 처리를 담당
- 통신을 위해 네트워크 표준 형식으로 데이터 변환
7계층: 응용 계층
- 응용 프로그램이 네트워크에 접근 가능하도록 인터페이스 기능을 수행
- email, http 등을 정의하는 계층
- TCP/IP 모델에서 5,6,7계층을 묶어 응용 계층으로 통합하기도 한다.
캡슐화
네트워크의 통신은 물리 계층을 통해서 이루어지며 상위 계층의 데이터를 전송하고자 할 때 데이터에 헤더를 추가하여 하위계층으로 보낸다.
이를 캡슐화(encapsulation)이라 한다.
통신을 통해 받은 데이터는 헤더를 읽어 내부 데이터의 종류를 파악하고 이를 수신측의 각 계층에 전달한다.
계층간의 통신
상위 계층은 하위 계층에게 순수 데이터 뿐 아니라 수신측의 계층에서 데이터를 이해할 수 있는 정보, 받은 데이터를 컨트롤할 수 있는 파라미터를 보낸다.
- SDU(Service Data Unit): N+1계층에 의해서 N계층과 N-1계층으로 투명하게 전달되는 사용자 데이터
- PCI(Protocol Control Information): 네트워크의 다른 동등 계층으로 보내지는 정보이며 동등 계층에게 어떤 기능을 수행하도록 지시하는 헤더
- PDU(Protocol Data Unit): SDU와 PCI의 결합체
- ICI(Interface Control Unit): 서비스를 호출하기 위해서 N과 N-1계층 사이에서 전달되는 임시 파라미터
- IDU(Interface Data Unit): 계층 경계를 통과하여 전달되는 전체 정보
N+1 계층의 IDU는 N계층에서 SDU가 되며 N계층의 SDU와 PCI가 결합하여 PDU가 된다.
N계층의 PDU는 ICI와 결합하여 IDU로서 N-1계층에 전달되어진다.
출처: 정진욱, 김현철 공저. “TCP/IP와 인터넷”, pp 17-21. 2004. (주)생능출판사