컴퓨터 네트워크의 OSI 모델 계층 및 프로토콜
브라이스 레오
⚡ 스마트 요약
OSI 모델의 계층과 프로토콜은 네트워크 통신이 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층의 7개 계층으로 개념적으로 구조화되는 방식을 정의합니다. 각 계층은 특정 책임과 프로토콜을 가지며, 바로 위 또는 아래 계층에만 서비스를 제공합니다.
OSI 모델이란 무엇인가요?
The OSI(개방형 시스템 상호 연결) 모델 이는 네트워크 상에서 시스템 간 데이터 이동 방식을 설명하는 개념적 참조 모델입니다. 통신을 7가지 절대 범주로 나눕니다.tracOSI 계층은 각각 명확하게 정의된 책임과 특정 프로토콜 집합을 가지고 있습니다. 이 모델은 실제 네트워크에서 그림과 정확히 똑같이 구현되는 것은 아닙니다. 실제로 배포되는 프로토콜 스택은 TCP/IP입니다. 하지만 OSI 계층은 엔지니어들이 네트워크 문제를 추론하는 데 사용하는 표준 용어로 남아 있습니다.
OSI 모델의 특성
- 뚜렷한 복소수 레벨이 존재하는 경우에만 레이어가 생성됩니다.traction이 필요합니다.
- 각 계층의 기능은 국제 표준 프로토콜에 부합하도록 선택됩니다.
- 계층 구조는 관심사를 분리할 수 있을 만큼 충분히 많아야 하지만, 과도한 복잡성을 피할 수 있을 만큼 충분히 적어야 합니다.
- 각 계층은 기본적인 서비스를 위해 바로 아래 계층에 의존하며, 바로 위 계층에 서비스를 노출합니다.
- 한 레이어 내부의 변경 사항은 그 위나 아래 레이어의 변경을 필요로 하지 않아야 합니다.
OSI 모델을 사용하는 이유는 무엇일까요?
- 네트워크를 통한 통신을 이해하기 위한 공통 어휘를 제공합니다.
- 기능을 독립적인 네트워크 계층으로 분리하여 문제 해결을 더 쉽게 만듭니다.
- 지도를 통해 엔지니어들이 새로운 기술을 습득하도록 돕습니다.ping 그것들을 익숙한 층 위에 올려놓으세요.
- 서로 다른 프로토콜 스택 간의 기능적 관계를 비교할 수 있습니다.
OSI 모델의 역사
- 1970 년대 후반 ISO는 일반적인 네트워킹 표준을 정의하기 위한 프로그램을 시작했습니다.
- 1973 영국에서 실험적으로 도입된 패킷 교환 시스템은 상위 수준 프로토콜의 필요성을 부각시켰습니다.
- 1983 — OSI 모델은 상세한 인터페이스 명세로 처음 발표되었습니다.
- 1984 — ISO는 OSI 아키텍처를 국제 표준(ISO 7498)으로 공식 채택했습니다.
OSI 모델의 7개 계층
OSI 모델은 각 계층이 특정 기능을 수행하는 계층형 참조 아키텍처입니다. 7개의 계층은 함께 작동하여 송신자에서 수신자로 데이터를 전달합니다.
- 상위 계층(애플리케이션, 프레젠테이션, 세션): 애플리케이션 의미론을 다루고 주로 소프트웨어에서 실행됩니다.
- 하위 계층(전송, 네트워크, 데이터 링크, 물리적 계층): 데이터 전송, 패킷화, 프레임 구성 및 물리적 매체를 다룹니다. 데이터 링크 및 물리적 영역에는 하드웨어도 포함됩니다.
위에서 아래로 7개의 층은 다음과 같습니다.
- 어플리케이션
- 발표자:
- 세션
- 교통편
- 네트워크
- 데이터 링크
- 물리적
네트워크 계층 구조도.
물리 계층
The 물리 계층 데이터 연결의 전기적, 기계적, 물리적 사양을 정의합니다. 전송 매체를 통해 원시 비트를 전송하며 프로토콜이나 상위 계층 의미론과는 무관합니다. PRI(Primary Rate Interface)는 이 계층에서 작동하는 통신 예시 중 하나입니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. PRI 튜토리얼.
물리 계층 하드웨어의 예로는 네트워크 어댑터, 이더넷 케이블, 리피터 및 네트워킹 허브가 있습니다.
데이터 링크 계층
The 데이터 링크 계층 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 감지하고 수정하며, 직접 연결된 두 장치 간의 링크를 설정하고 종료하는 프로토콜을 관리합니다. 원시 비트를 구조화된 프레임으로 변환하고 물리적(MAC) 주소 지정을 처리합니다.
데이터 링크는 두 개의 하위 계층으로 나뉩니다.
- 미디어 액세스 제어(MAC): 기기가 공유 매체에 접근하는 방식과 접근 권한을 제어합니다. transmit 데이터입니다.
- 논리 링크 제어(LLC): 네트워크 계층 프로토콜을 식별하고 캡슐화하며 오류를 감지합니다.
데이터 링크 계층의 주요 기능
- 프레이밍: 네트워크 계층 데이터를 프레임으로 분할합니다.
- 출발지와 목적지의 물리적(MAC) 주소를 포함하는 헤더를 추가합니다.
- 인접한 장치 간에 프레임을 홉투홉 방식으로 전달합니다.
- 오류를 감지하고 손상되거나 손실된 프레임을 재요청합니다.
- 서로 연결된 독립적인 네트워크를 탐색할 수 있는 메커니즘을 제공합니다.
네트워크 계층
The 네트워크 계층 이는 서로 다른 네트워크에 위치한 호스트 간에 가변 길이 데이터 시퀀스를 전송하는 기능적 및 절차적 수단을 제공합니다. 논리적 주소 지정(IP), 라우팅 및 패킷 포워딩을 처리합니다.
네트워크 계층에서의 데이터 전송은 본질적으로 신뢰할 수 있는 것이 아닙니다. 신뢰성 보장은 전송 계층의 역할입니다. 이 계층의 계층 관리 프로토콜에는 다음이 포함됩니다.
- 라우팅 프로토콜(OSPF, BGP, RIP).
- 멀티캐스트 그룹 관리(IGMP).
- 네트워크 계층 주소 할당(DHCP).
전송 계층
The 전송 계층 이 계층은 네트워크 계층을 기반으로 소스 및 대상 시스템의 프로세스 간에 종단 간 데이터 전송을 제공합니다. 또한 순서, 신뢰성 및 흐름 제어와 같은 서비스 품질 속성을 유지합니다.
전송 계층은 상위 계층의 메시지를 여러 부분으로 나누고 번호를 매긴 후 수신자 측에서 다시 조립합니다. TCP와 같은 신뢰할 수 있는 프로토콜과 함께 사용될 경우 오류 없이 순서대로 전달되도록 보장하며, UDP와 함께 사용될 경우에는 속도를 위해 데이터 손실을 감수합니다.
전송 계층의 주요 기능
- 세션 계층에서 수신한 메시지를 여러 부분으로 나누고 각 부분에 번호를 매깁니다.
- 포트를 사용하여 각 세그먼트를 대상 시스템의 올바른 프로세스로 전달합니다.
- 메시지 전체가 오류 없이 도착하도록 보장합니다.transmit필요할 때만 사용하세요.
- 전송 속도가 빠른 발신자가 속도가 느린 수신자를 과부하시키지 않도록 흐름 제어를 관리합니다.
세션 계층
The 세션 계층 두 컴퓨터 간의 대화(세션)를 제어합니다. 논리적 연결을 설정, 관리 및 종료하고, 필요한 경우 인증을 처리하며, 전이중 및 반이중 대화를 모두 지원합니다. 주로 원격 프로시저 호출(RPC)을 사용하는 환경에서 구현됩니다.
세션 계층의 주요 기능
- 두 시스템 간의 세션을 설정, 유지 및 종료합니다.
- 이를 통해 두 시스템은 통제된 대화에 들어갈 수 있습니다.
- 데이터 스트림에 체크포인트를 추가하여 중단 후 세션을 재개할 수 있도록 합니다.
프리젠 테이션 레이어
The 프레젠테이션 레이어 두 통신 주체 간에 데이터가 교환되는 형식을 정의하고 압축 및 암호화를 처리합니다. 때때로 이를 다음과 같이 부르기도 합니다. 구문 계층.
프레젠테이션 레이어의 기능
- 문자 집합 변환(예: ASCII에서 EBCDIC로).
- 데이터 압축을 통해 전송되는 데이터 양을 줄입니다.
- 데이터 암호화 - 예를 들어, 페이로드의 무결성과 기밀성을 보호하기 위한 TLS.
- 이메일 및 파일 전송과 같은 서비스에 대한 형식 지원을 제공합니다.
응용 프로그램 계층
The 응용 계층 최종 사용자에게 가장 가까운 계층이며 애플리케이션과 직접 상호 작용하는 유일한 계층입니다. 애플리케이션 자체는 포함하지 않고, 애플리케이션이 사용하는 네트워크 서비스를 노출합니다.
응용 프로그램 계층의 기능
- 통신 파트너를 식별하고, 자원 가용성을 판단하며, 통신을 동기화합니다.
- 사용자가 원격 호스트에 로그인할 수 있도록 합니다.
- 이메일 서비스와 디렉토리 접속 기능을 제공합니다.
- 객체 및 서비스에 대한 전역 정보에 대한 분산 데이터베이스 액세스를 제공합니다.
OSI 모델 계층 간의 상호 작용
한 컴퓨터 애플리케이션에서 다른 애플리케이션으로 전송되는 정보는 송신측의 OSI 계층을 따라 아래로 흐르고, 회선을 통해 전송된 후 수신측의 계층을 통해 다시 위로 흐릅니다.
- 각 계층은 상위 계층, 하위 계층, 그리고 원격 시스템의 해당 피어 계층과 통신합니다.
- 아래 다이어그램에서 첫 번째 시스템의 데이터 링크 계층은 동일 호스트의 네트워크 계층 및 물리 계층과 통신하고 원격 시스템의 데이터 링크 계층과도 통신합니다.
각 OSI 계층에서 지원되는 프로토콜
| 층 | 이름 | 공통 프로토콜 |
|---|---|---|
| 7 레이어 | 어플리케이션 | SMTP, HTTP, HTTPS, FTP, POP3, SNMP, DNS |
| 6 레이어 | 발표자: | MPEG, ASCII, SSL, TLS |
| 5 레이어 | 세션 | 넷바이오스, SAP, RPC |
| 4 레이어 | 교통편 | TCP, UDP, SCTP |
| 3 레이어 | 네트워크 | IPv4, IPv6, ICMP, IPsec, ARP, MPLS |
| 2 레이어 | 데이터 링크 | 이더넷, PPP, 프레임 릴레이, ATM, HDLC |
| 1 레이어 | 물리적 | RS-232, 100BaseTX, ISDN, IEEE 802.11 (물리적 신호) |
OSI와 TCP/IP의 차이점
| OSI 모델 | TCP/IP 모델 |
|---|---|
| 인터페이스, 서비스 및 프로토콜 간의 명확한 구분을 제공합니다. | 서비스, 인터페이스 및 프로토콜 간에 엄격한 경계를 두지 않습니다. |
| 7겹으로 되어 있습니다. | 네 개의 계층(애플리케이션, 전송, 인터넷, 네트워크 액세스)으로 구성됩니다. |
| 라우팅을 위해 전용 네트워크 계층을 사용합니다. | 라우팅과 주소 지정을 결합한 단일 인터넷 계층을 사용합니다. |
| 물리 계층과 데이터 링크 계층이 분리되어 있습니다. | 물리 계층과 데이터 링크 계층을 하나의 네트워크 액세스 계층으로 통합합니다. |
| 전송 계층은 연결 지향적입니다. | The TCP / IP 전송 계층은 연결 지향형(TCP)과 비연결형(UDP) 두 가지 방식을 모두 사용합니다. |
| OSI 헤더의 최소 크기는 약 5바이트입니다. | TCP/IP 헤더의 최소 크기는 20바이트입니다. |
OSI 모델의 장점
- 라우터, 스위치 및 기타 하드웨어를 명확하게 정의된 계층 경계를 중심으로 표준화합니다.
- 복잡성을 줄이고 인터페이스를 표준화합니다.
- 모듈식 엔지니어링을 용이하게 합니다. 공급업체는 다른 계층을 손상시키지 않고 한 계층 내에서 혁신을 이룰 수 있습니다.
- 벤더 간 상호 운용 가능한 기술을 보장합니다.
- 네트워크 프로토콜의 발전을 가속화합니다.
- 연결 지향형 서비스와 비연결형 서비스 모두를 지원합니다.
- 컴퓨터 네트워킹 교육에서 여전히 표준 참조 모델로 자리 잡고 있습니다.
- 다양한 프로토콜에 맞춰 유연하게 사용할 수 있습니다.
OSI 모델의 단점
- 실제 프로토콜을 OSI 계층에 맞추는 것은 번거로울 수 있습니다.
- 이는 단지 참조 모델일 뿐이며, 특정 프로토콜을 정의하는 것은 아닙니다.
- 일부 서비스는 여러 계층에 걸쳐 중복됩니다(예: 전송 계층과 데이터 링크 계층에서의 오류 검사).
- 레이어들은 병렬로 실행될 수 없으며, 각 레이어는 이전 레이어의 출력을 기다립니다.
