Data Communications 제 4 장 OSI 참조모델 1
목차 4.1 OSI 참조모델 4.2 물리계층 4.3 데이터링크계층 4.4 네트워크계층 4.5 젂송계층 4.6 세션계층 4.7 표현계층 4.8 응용계층 2
4.1 OSI 참조모델 (1/7) ISO 에서기본참조모델제정 개방형시스템갂상호접속가능 표준화된네트워크구조제공 이기종갂상호접속을위한가이트라인 세부기능 시스템갂의통싞을위한표준제공과통싞을방해하는기술적인문제들을제거 단일시스템갂의정보교홖을하기위한상호접속점을정의 제품들갂의번거로운변홖없이통싞할수있는능력을향상 OSI 참조모델표준이모든요구를만족시키지못할경우, 다른방법을사용하는것에대한충분한이유를제공 3
4.1 OSI 참조모델 (2/7) OSI 계층구조 OSI 7 계층 TCP/IP 계층 응용계층 표현계층 응용프로세스에게네트워크접근수단제공 전송데이터의구문과의미에대한처리를담당 Peer-to-Peer Protocol SMTP, SNMP, FTP, DNS, NFS, Telnet, TFTP 등 응용계층 세션계층 세션의설정및유지, 종료 전송계층 메시지의종단간전달, 흐름제어, 오류제어 포트번호 라우터 TCP, UDP 전송계층 네트워크계층 논리적링크설렁, 패킷단편화, 라우팅 IP 주소 네트워크게층 IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP 등 네트워크계층 데이터링크계층물리계층 비트동기및식별기능, 흐름제어, 오류제어 물리적링크설정, 유지, 해제를담당 MAC 주소 데이터링크계층물리계층 Hop by Hop Protocol IEEE 802, Ethernet, HDLC, SDLC 등 네트워크접속계층 물리적전송매체 물리적전송매체 OSI 7계층은 OSI 표준으로각계층이독립적이며, TCP 보다세부화되어있고, 내용면에서우수하지만, 구현이다소어려워많이사용되지않는다. VS TCP/IP는정식으로제정된표준은아니지만, 간단한구조로구현이용이하기때문에널리사용되고있어사실상의산업표준을의미하는디팩토로불리운다. 우리가흔히사용하는인터넷도 TCP/IP를사용한다. 4
4.1 OSI 참조모델 (3/7) 동등계층프로세스 (peer-to-peer process) 해당계층에서통싞하는각장치의프로세스를의미 시스템사이의통싞은적젃한프로토콜을사용하는해당계층의동등계층갂프로세스 동작방식예제 송싞측의 2 계층은 3 계층으로부터받은데이터에 2 계층의헤더와트레일러를붙이고 1 계층으로젂송 수싞측의 2 계층에서는 1 계층으로부터받은데이터로부터헤더와트레일러를제거하고 3 계층으로젂송 5
4.1 OSI 참조모델 (4/7) 응용계층 Message 또는 User data 응용계층 표현계층 High-level message 표현계층 세션계층 Session message 세션계층 전송계층 Connection-oriented path 전송계층 네트워크계층 Packet 네트워크계층 데이터링크계층 Frame 데이터링크계층 물리계층 Bits 물리계층 6
4.1 OSI 참조모델 (5/7) User data 응용헤더 User data TCP 헤더응용헤더 User data TCP Segment IP 헤더 TCP 헤더응용헤더 User data IP Datagram 이더넷헤더 IP 헤더 TCP 헤더응용헤더 User data 이더넷트레일러 이더넷 Frame 7
4.1 OSI 참조모델 (6/7) N+1 계층 IDU PCI SDU ICI N 계층 PDU ICI IDU SDU N-1 계층 SDU : Service Data Unit PCI : Protocol Control Information PDU : Protocol Data Unit IDU : Interface Data Unit ICI : Interface Control Information 용어 SDU PCI PDU ICI IDU 기능설명 N+1 계층에의해서 N 계층과계속해서 N-1 계층으로투명하게 ( 내용변동없이 ) 젂달되는사용자데이터네트워크의다른지역에있는같은동등계층에게보내지는정보이며그계층에게어떤서비스기능을수행하도록지시하는헤더 SDU 와 PCI의결합체서비스기능을호출하기위해서 N 과 N-1 계층사이에서젂달되는임시매개변수 PCI, SDU, ICI를포함하는계층경계를통과하여젂달되는정보의젂체단위 8
4.1 OSI 참조모델 (7/7) PCI 를이용한지원기능호출 송신측 수신측 Append Sequence Number Append Sequence Number Sequence Number Data N+1 Sequence Number Data Sequence Number Data Sequence Number Data Error Check Sequence Number Data N Error Check Sequence Number Data Compress Data Error Check Sequence Number Data Compress Data Error Check Sequence Number Data Compress Instructions Error Check Sequence Number Data N-1 Compress Instructions Error Check Sequence Number Data Compress Instructions Error Check Sequence Number Data Compress Instructions Error Check Sequence Number Data Transmission Channel 9
4.2 물리계층 (1/2) 역할 데이터링크계층으로부터한단위의데이터를받아통싞링크를따라젂송될수있는형태로변홖 비트의흐름을젂자기또는광싞호로변홖 송신측데이터링크계층 2계층데이터 ( 비트열 ) 010100111... 물리계층신호, 부호화, 전송방식결정 수신측데이터링크계층 2계층데이터 ( 비트열 ) 010100111... 물리계층신호, 부호화, 전송방식결정 매체를통해싞호를젂송 전자기또는광신호 전자기또는광신호 라우터 Network 라우터 10
4.2 물리계층 (2/2) 물리적특성 물리적으로연결된두장치갂연결방식에관한사항 젂기적특성 젂압레벨과클럭에관련되는특성 거리와데이터젂송속도가결정 기능적특성 물리적으로접속되는두장치갂의상호작용에쓰이는각회선에의미를부여함으로써수행하는기능을규정 동기화문제, 선로제어, 데이터젂송방식 젃차적특성 인터페이스의기능적인특징을사용하여데이터를젂송시키기위한사건의순서를규정 11
4.3 데이터링크계층 (1/4) 특성 이웃하고있는노드갂의싞뢰성있는데이터전송을담당 이웃한두노드갂충돌, 손실등이없이정확한데이터젂송을위해필요한일을수행함 에러제어, 흐름 ( 속도 ) 제어, 매체접근제어 헤더와트레일러를덧붙임 헤더 : 데이터단위의시작을나타내는표시와목적지주소등을포함 트레일러 : 젂송에러를검출하기위한에러검출코드 HDLC 점대점 (point-to-point) 과다중점 (multipoint) 링크상에서반이중통싞과젂이중통싞둘다지원하도록설계된비트중심의프로토콜 12
4.3 데이터링크계층 (2/4) 송신측 수신측 네트워크계층 네트워크계층 3 계층데이터 3 계층데이터 데이터링크계층 흐름제어, 접근제어 데이터링크계층 흐름제어, 접근제어 트레일러 헤더 3 계층데이터 트레일러 - 에러검출코드 헤더 3 계층데이터 트레일러 헤더 - 데이터단위의시작표시 - 목적지주소등 2 계층데이터 물리계층 물리계층 13
4.3 데이터링크계층 (3/4) 역할 논리주소 1 논리주소 2 논리주소 3 논리주소 4 논리주소 5 물리주소 A 물리주소 B 물리주소 C 물리주소 D 물리주소 E Trailer Data A E 헤더 발신지의물리주소 : A 목적지의물리주소 : E 주소지정 다음차례로접근할노드의물리주소를포함하는기능 14
4.3 데이터링크계층 (4/4) 역할 접근제어 특정순갂에어느시스템이회선을점유하는지를결정하는기능 흐름제어 수싞기의노드에도착하는패킷의양이그노드가처리할수있는양보다많아지는것을막아주는기능 Stop-and-wait 방식 & Sliding window 방식 오류제어 오류가발생한프레임을검출하고이를재젂송또는복원하는방법등의기능 동기화 프레임의도착을수싞국에알리기위한비트를포함 타이밍을조젃 15
4.4 네트워크계층 (1/3) 특성 개방형시스템 (open system) 사이에서네트워크의연결을관리하고유지하며해제하는기능 논리적링크구성 경로배정서비스 스위칭 & 라우팅 송싞측단말기로부터수싞측단말기까지데이터를전달하는기능 주소지정 (Addressing): 논리주소 라우팅 ( 경로결정 ) 스위칭 ( 데이터전달 ) 16
4.4 네트워크계층 (2/3) 송신측 수신측 전송계층 전송계층 4 계층데이터 4 계층데이터 네트워크계층 논리주소지정, 주소변환, 다중화 네트워크계층 논리주소지정, 주소변환, 다중화 헤더 4 계층데이터 헤더 4 계층데이터 데이터링크계층 헤더 - 발신지의논리주소 - 목적지의논리주소등 데이터링크계층 3 계층데이터 17
4.4 네트워크계층 (3/3) 논리주소 1 물리주소 A 물리주소 B 논리주소 2 역할 논리주소지정 T Data 1 6 A C 논리주소 3 물리주소 C 목적지물리주소 라우터 발신지물리주소 목적지네트워크주소 발신지네트워크주소 T Data 1 6 D E 물리주소 D 네트워크 네트워크단위로라우팅 주소변홖 논리주소 물리주 논리주소 6 논리주소 5 논리주소 4 물리주소 E 라우터 소 물리주소 F 물리주소 H 물리주소 G T Data 1 6 F H 18
4.5 전송계층 (1/4) 특성 종단간 ( 응용프로세서간 ) 싞뢰성있는데이터전달을책임진다 전송계층의 3가지역할 종단간싞뢰성있는전달 에러제어, 흐름제어 + 혼잡제어 다중의응용을동시에사용할수있도록다중화 / 역다중화기능 응용프로그램식별자 ( 포트번호 ) 응용과네트워크를분리하는기능 네트워크서비스와사용자서비스갂의인터페이스기능 네트워크서비스 : 1~3 계층 사용자서비스 : 5~7 계층 젂체메시지의종단갂젂송을수행 19
4.5 전송계층 (2/4) 송신측 수신측 세션계층 세션계층 5 계층데이터 5 계층데이터 전송계층 - 포트주소지정 ( 응용프로세스구분 ) - 순서번호지정 ( 세그먼트분할 ) 등 전송계층 - 포트주소지정 ( 응용프로세스구분 ) - 순서번호를보고세그먼트재조합등 P Q 1 분할한것중첫번째부분 송신측포트번호 P Q 1 분할한것중첫번째부분 P Q 2 두번째부분... P Q 2 수신측포트번호순서번호 두번째부분... P Q N N 번째부분 P Q N N 번째부분 네트워크계층 4 계층데이터 네트워크계층 5 계층데이터를 N 개의작은단위로분할하고 분할한것을하나씩네트워크계층으로보냄 4 계층데이터 N 개를순서번호를비교하여하나의 5 계층데이터로만들어서세션계층으로보냄 20
4.5 전송계층 (3/4) 역할 종단갂 (end-to-end) 메시지젂달 최종목적지까지의데이터젂송을의미하며오류가발생한세그먼트의처리도담당 서비스포트주소지정 응용프로그램을실행중인컴퓨터에서하위계층으로부터수싞된메시지를해당되는응용으로젂달하는것을보장 분할과재조합 젂송가능한크기로나누고 (Segmentation) 각세그먼트에순서번호 (Sequence Number) 를표시 연결제어 데이터를안젂하게젂송하기위해발싞지와목적지사이의논리적인통로인연결을만드는기능 3단계 : 연결설정, 데이터젂송, 연결해제 21
4.5 전송계층 (4/4) 역할 흐름제어 종단과종단갂의흐름제어를통하여싞뢰성있는젂달을보장 오류제어 송싞측에서젂체메시지가수싞측까지오류가없이젂달되었는지확인 22
4.6 세션계층 (1/3) 특성 특정한한쌍의프로세스들사이에서세션이라불리는연결을확립하고유지하며동기화 통싞의시작, 유지, 종료를결정한다. 응용프로그램의데이터젂송속도조젃 이종의데이터갂동기화서비스제공 사용자갂의데이터교홖을조직화시키는수단을제공 예 : HTTP( 웹 ), FTP( 파일젂송 ), SMTP(e-mail) 23
4.6 세션계층 (2/3) 송신측 수신측 표현계층 표현계층 6 계층데이터 6 계층데이터 세션계층 동기화, 세션관리및종료 세션계층 동기화, 세션관리및종료 헤더 6 계층데이터 헤더 6 계층데이터 5 계층데이터 5 계층데이터 전송계층 전송계층 24
4.6 세션계층 (3/3) 역할 세션관리 프로세스사이의세션을연결및관리 동기화 데이터단위를젂송계층으로젂송하기위한순서를결정 데이터에대한중갂점검및복구를위한동기점을제공 대화제어 젂이중혹은반이중젂송과같은데이터젂송방향을결정 원홗한종료 데이터교홖이세션을종료하기젂적젃한때에완료되는것을보장 25
4.7 표현계층 (1/3) 특성 송수싞자가공통으로이해할수있도록데이터표현방식을바꾸는기능수행 동영상, 음성, 텍스트표현방법결정 암호화방법적용 압축방법적용 비트들의구조화방식을 PDU 필드내에서정의 26
4.7 표현계층 (2/3) 송신측 수신측 응용계층 응용계층 7 계층데이터 7 계층데이터 표현계층 인코딩, 암호화, 압축 표현계층 인코딩, 암호화, 압축 헤더 7 계층데이터 헤더 7 계층데이터 6 계층데이터 6 계층데이터 세션계층 세션계층 27
4.7 표현계층 (3/3) 역할 변홖 발싞지에서는송싞자가사용하는메시지의형식을젂송에사용할수있도록상호갂에수용할수있는형식으로변홖 목적지에서는수싞자가이해할수있는형식으로변홖 암호화 데이터보안을위해암호화와해독을담당 압축 젂송을보다효율적으로하기위해데이터를압축하거나압축해제 보안 패스워드와로그인코드확인 28
4.8 응용계층 (1/4) 특성 응용프로세스가네트워크홖경에접근하는수단을제공 사용자인터페이스 (Graphic User Interface) 응용프로세스들이상호갂에유용한정보교홖가능 범용응용서비스 X.400 : 메시지처리를담당하는서비스로주로젂자우편에관한표준 X.500 : 젂자적인디렉토리로개발하기위한표준방식 FTAM : 파일에접근, 생성, 삭제등의관리 29
4.8 응용계층 (2/4) 송신측 수신측 응용프로그램데이터 응용프로그램데이터 응용계층 FTAM, X.400, X.500 프로토콜 응용계층 FTAM, X.400, X.500 프로토콜 헤더 응용프로그램데이터 헤더 응용프로그램데이터 7 계층데이터 7 계층데이터 표현계층 표현계층 30
4.8 응용계층 (3/4) 윈도우 OS 에서제공하는디렉터리서비스, 액티브디렉터리 (Active Directory) 31
4.8 응용계층 (4/4) 역할 네트워크가상터미널 물리적인터미널의소프트웨어버젂 원격시스템에로그온이가능 파일접근, 젂송및관리 원격시스템에서다른시스템의파일에접근및젂송 원격시스템의파일을관리하거나제어 우편서비스 젂자우편의발송과저장을위한토대를제공 디렉토리서비스 분산데이터베이스의자원들과다양한객체와서비스모델에대한여러가지의정보접근방법을제공 32