컴퓨터 네트워크의 OSI 모델 계층 및 프로토콜

OSI 모델이란 무엇입니까?

OSI 모델은 다른 시스템과의 상호 연결 및 통신이 가능한 시스템에서 사용되는 네트워크 통신을 정의하는 논리적이고 개념적인 모델입니다. OSI 모델(Open System Interconnection)은 또한 논리적 네트워크를 정의하고 다양한 프로토콜 계층을 사용하여 컴퓨터 패킷 전송을 효과적으로 설명합니다.

OSI 모델의 특성

OSI 모델의 몇 가지 중요한 특징은 다음과 같습니다.

레이어는 명확한 추상화 수준이 필요한 경우에만 생성되어야 합니다.
각 계층의 기능은 국제적으로 표준화된 프로토콜에 따라 선택되어야 합니다.
레이어의 수는 많아야 하므로 별도의 기능이 같은 레이어에 들어가지 않아야 합니다. 동시에 아키텍처가 너무 복잡해지지 않을 만큼 작아야 합니다.
OSI 모델에서 각 계층은 기본 기능을 수행하기 위해 다음 하위 계층에 의존합니다. 모든 레벨은 다음 상위 레이어에 서비스를 제공할 수 있어야 합니다.
한 레이어에서 변경한 내용은 다른 레이어에서 변경할 필요가 없습니다.

OSI 모델의 이유는 무엇입니까?

네트워크를 통한 통신을 이해하는 데 도움이 됩니다.
기능을 여러 네트워크 계층으로 분리하면 문제 해결이 더 쉬워집니다.
새로운 기술이 개발되면서 이를 이해하는 데 도움이 됩니다.
다양한 네트워크 계층의 기본 기능 관계를 비교할 수 있습니다.

OSI 모델의 역사

OSI 모델의 역사에서 중요한 랜드마크는 다음과 같습니다.

1970년대 후반에 ISO는 네트워킹의 일반적인 표준과 방법을 개발하기 위한 프로그램을 실시했습니다.
1973년 영국의 실험적 패킷 교환 시스템은 더 높은 수준의 프로토콜을 정의하기 위한 요구 사항을 식별했습니다.
1983년에 OSI 모델은 처음에는 실제 인터페이스의 세부 사양으로 의도되었습니다.
1984년에 OSI 아키텍처는 ISO에서 국제 표준으로 공식 채택되었습니다.

OSI 모델의 7개 계층

OSI 모델은 각 계층이 수행할 특정 기능에 따라 정의된 계층화된 서버 아키텍처 시스템입니다. 이 7개 계층은 모두 협력하여 데이터를 한 계층에서 다른 계층으로 전송합니다.

상위 레이어: 응용프로그램 문제를 다루며 대부분 소프트웨어로만 구현됩니다. 가장 높은 것은 최종 시스템 사용자에게 가장 가까운 것입니다. 이 계층에서는 애플리케이션 계층 간의 상호 작용을 사용하여 최종 사용자 간 통신이 시작됩니다. 최종 사용자까지 처리됩니다.
하위 레이어: 이 계층은 데이터 전송과 관련된 활동을 처리합니다. 물리 계층과 데이터링크 계층도 소프트웨어와 하드웨어로 구현됩니다.

상위 및 하위 계층은 아래와 같이 네트워크 아키텍처를 7개의 다른 계층으로 더욱 세분화합니다.

어플리케이션
발표자:
세션
교통편
네트워크, 데이터링크
물리층

각 레이어를 자세히 살펴보겠습니다.

물리 계층

물리 계층은 데이터 연결의 전기적 및 물리적 사양을 정의하는 데 도움이 됩니다. 이 수준은 장치와 물리적 전송 매체 간의 관계를 설정합니다. 물리 계층은 프로토콜이나 다른 상위 계층 항목과 관련이 없습니다. 통신에서 물리 계층에서 작동하는 기술의 한 예는 PRI(Primary Rate Interface)입니다. 자세히 알아보려면 PRI 및 작동 방식, 이 유익한 기사를 방문할 수 있습니다.

물리적 계층의 하드웨어 예로는 네트워크 어댑터, 이더넷, 리피터, 네트워킹 허브 등이 있습니다.

데이터 링크 계층

데이터링크 계층은 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 수정한다. 이 계층을 사용하면 연결된 두 네트워크 장치 간의 연결을 설정하고 종료하는 프로토콜을 정의할 수 있습니다.

이는 모든 끝점을 식별할 수 있도록 논리적 주소 지정을 정의하는 데 도움이 되는 IP 주소 이해 가능 계층입니다.

또한 이 계층은 네트워크를 통해 패킷 라우팅을 구현하는 데 도움이 됩니다. 이는 소스에서 대상으로 데이터를 가져올 수 있는 최상의 경로를 정의하는 데 도움이 됩니다.

데이터 링크 계층은 두 가지 유형의 하위 계층으로 구분됩니다.

MAC(Media Access Control) 계층 - 네트워크의 장치가 매체에 액세스하고 데이터 전송을 허용하는 방법을 제어하는 역할을 합니다.
논리적 링크 제어 계층 - 이 계층은 네트워크 계층 프로토콜을 식별하고 캡슐화하는 역할을 하며 오류를 찾을 수 있습니다.

데이터링크 계층의 주요 기능

네트워크 계층의 데이터를 프레임으로 나누는 프레이밍(Framing).
소스 및 대상 시스템의 물리적 주소를 정의하기 위해 프레임에 헤더를 추가할 수 있습니다.
발신자와 수신자의 논리적 주소를 추가합니다.
또한 전체 메시지의 대상 프로세스 전달에 대한 소싱 프로세스를 담당합니다.
또한 재전송 손상이나 프레임 손실을 감지하는 오류 제어 시스템도 제공합니다.
데이터링크 계층은 또한 서로 연결된 독립적인 네트워크를 통해 데이터를 전송하는 메커니즘을 제공합니다.

전송 계층

전송 계층은 네트워크 계층을 기반으로 소스 시스템의 프로세스에서 대상 시스템의 프로세스로 데이터 전송을 제공합니다. 단일 또는 다중 네트워크를 사용하여 호스팅되며 서비스 품질 기능도 유지합니다.

이는 얼마나 많은 데이터를 어디로, 어떤 속도로 전송해야 하는지를 결정합니다. 이 계층은 애플리케이션 계층에서 수신된 메시지를 기반으로 구축됩니다. 이는 데이터 단위가 오류 없이 순서대로 전달되도록 하는 데 도움이 됩니다.

전송 계층은 흐름 제어, 오류 제어, 분할 또는 분할을 통해 링크의 안정성을 제어하는 데 도움이 됩니다.

전송 계층은 또한 성공적인 데이터 전송에 대한 확인을 제공하고 오류가 발생하지 않은 경우 다음 데이터를 보냅니다. TCP는 전송 계층의 가장 잘 알려진 예입니다.

전송 계층의 중요한 기능

세션 계층에서 수신한 메시지를 세그먼트로 나누고 번호를 매겨 시퀀스를 만듭니다.
전송 계층은 메시지가 대상 시스템의 올바른 프로세스로 전달되는지 확인합니다.
또한 전체 메시지가 오류 없이 도착하는지 확인하고 그렇지 않으면 재전송해야 합니다.

네트워크 계층

네트워크 계층은 한 노드에서 "다른 네트워크"에 연결된 다른 노드로 가변 길이 데이터 시퀀스를 전송하는 기능적 및 절차적 수단을 제공합니다.

네트워크 계층에서의 메시지 전달은 안정적인 네트워크 계층 프로토콜을 보장하지 않습니다.

네트워크 계층에 속하는 계층 관리 프로토콜은 다음과 같습니다.

라우팅 프로토콜
멀티캐스트 그룹 관리
네트워크 계층 주소 할당.

세션 계층

세션 계층은 컴퓨터 간의 대화를 제어합니다. 로컬 애플리케이션과 원격 애플리케이션 간의 연결 시작 및 종료를 설정하는 데 도움이 됩니다.

최종 사용자의 요구 사항에 따라 설정되어야 하는 논리적 연결에 대한 이 계층 요청입니다. 이 계층은 모든 중요한 로그온 또는 비밀번호 확인을 처리합니다.

세션 계층은 대화 규율과 같은 서비스를 제공하는데, 이는 이중 또는 반이중일 수 있습니다. 주로 원격 프로시저 호출을 사용하는 애플리케이션 환경에서 구현됩니다.

세션 레이어의 중요한 기능

세션을 설정, 유지 및 종료합니다.
세션 계층을 사용하면 두 시스템이 대화 상자에 들어갈 수 있습니다.
또한 프로세스가 데이터 스트림에 체크포인트를 추가할 수 있습니다.

프리젠 테이션 레이어

프리젠테이션 계층을 사용하면 두 통신 엔터티 간에 데이터가 교환되는 형식을 정의할 수 있습니다. 또한 데이터 압축 및 데이터 암호화를 처리하는 데 도움이 됩니다.

이 계층은 데이터를 애플리케이션에서 허용하는 형식으로 변환합니다. 또한 모든 네트워크를 통해 전송되어야 하는 데이터의 형식을 지정하고 암호화합니다. 이 레이어는 다음과 같이 알려져 있습니다. 구문 계층.

프리젠테이션 레이어의 기능

ASCII에서 EBCDIC로의 문자 코드 변환.
데이터 압축: 네트워크에서 전송해야 하는 비트 수를 줄일 수 있습니다.
데이터 암호화: 보안 목적으로 데이터를 암호화하는 데 도움이 됩니다(예: 비밀번호 암호화).
이메일, 파일 전송 등의 서비스에 대한 사용자 인터페이스와 지원을 제공합니다.

응용 프로그램 계층

애플리케이션 계층은 OSI 모델의 최상위 레벨인 애플리케이션 프로그램과 상호 작용합니다. 애플리케이션 계층은 최종 사용자에게 가장 가까운 OSI 계층입니다. 이는 OSI 애플리케이션 계층을 통해 사용자가 다른 소프트웨어 애플리케이션과 상호 작용할 수 있음을 의미합니다.

애플리케이션 계층은 소프트웨어 애플리케이션과 상호 작용하여 통신 구성 요소를 구현합니다. 응용 프로그램에 의한 데이터 해석은 항상 OSI 모델의 범위를 벗어납니다.

애플리케이션 계층의 예로는 파일 전송, 이메일, 원격 로그인 등과 같은 애플리케이션이 있습니다.

애플리케이션 레이어의 기능은 다음과 같습니다.

애플리케이션 계층은 통신 파트너를 식별하고, 리소스 가용성을 확인하고, 통신을 동기화하는 데 도움이 됩니다.
사용자가 원격 호스트에 로그온할 수 있도록 합니다.
이 계층은 다양한 이메일 서비스를 제공합니다
이 애플리케이션은 분산된 데이터베이스 소스와 다양한 개체 및 서비스에 대한 글로벌 정보에 대한 액세스를 제공합니다.

OSI 모델 계층 간의 상호 작용

한 컴퓨터 응용 프로그램에서 다른 응용 프로그램으로 전송된 정보는 각 OSI 계층을 통과해야 합니다.

이는 아래 주어진 예에서 설명됩니다.

OSI 모델 내의 모든 계층은 그 아래에 있는 다른 두 계층 및 다른 네트워크 컴퓨팅 시스템의 피어 계층과 통신합니다.
아래 다이어그램에서 첫 번째 시스템의 데이터 링크 계층은 시스템의 네트워크 계층과 물리 계층의 두 계층과 통신하는 것을 볼 수 있습니다. 또한 두 번째 시스템의 데이터 링크 계층과 통신하는 데 도움이 됩니다.

다양한 수준에서 지원되는 프로토콜

층	성함	프로토콜
7 레이어	어플리케이션	SMTP, HTTP, FTP, POP3, SNMP
6 레이어	발표자:	MPEG, ASCH, SSL, TLS
5 레이어	세션	넷바이오스, SAP
4 레이어	교통편	TCP, UDP
3 레이어	네트워크	IPV5, IPV6, ICMP, IPSEC, ARP, MPLS.
2 레이어	데이터 링크	RAPA, PPP, 프레임 릴레이, ATM, 광섬유 케이블 등
1 레이어	물리적	RS232, 100BaseTX, ISDN, 11.

OSI와 TCP/IP의 차이점

다음은 OSI와 TCP/IP 모델 간의 몇 가지 중요한 차이점입니다.

OSI 모델	TCP/IP 모델
OSI 모델은 인터페이스, 서비스 및 프로토콜을 명확하게 구분합니다.	TCP/IP는 서비스, 인터페이스 및 프로토콜 간의 명확한 구별 지점을 제공하지 않습니다.
OSI는 네트워크 계층을 사용하여 라우팅 표준과 프로토콜을 정의합니다.	TCP/IP는 인터넷 계층만 사용합니다.
OSI 모델은 두 개의 별도 계층인 물리적 및 데이터 링크를 사용하여 하위 계층의 기능을 정의합니다.	TCP/IP는 하나의 계층(링크)만 사용합니다.
OSI 모델의 전송 계층은 연결 지향적입니다.	레이어 TCP/IP 모델 연결 지향적이기도 하고 비연결 지향적이기도 합니다.
OSI 모델에서 데이터 링크 계층과 물리 계층은 별도의 계층입니다.	TCP에서는 데이터 링크 계층과 물리 계층이 단일 호스트-네트워크 계층으로 결합됩니다.
OSI 헤더의 최소 크기는 5바이트입니다.	최소 헤더 크기는 20바이트입니다.

OSI 모델의 장점

다음은 OSI 모델 사용의 주요 이점/장점입니다.

라우터, 스위치, 마더보드 및 기타 하드웨어를 표준화하는 데 도움이 됩니다.
복잡성을 줄이고 인터페이스를 표준화합니다.
모듈식 엔지니어링을 촉진합니다.
상호 운용 가능한 기술을 보장하는 데 도움이 됩니다.
진화를 가속화하는 데 도움이 됩니다.
프로토콜은 기술이 바뀌면 새로운 프로토콜로 대체될 수 있습니다.
연결 지향 서비스와 비연결 서비스에 대한 지원을 제공합니다.
컴퓨터 네트워킹의 표준 모델입니다.
비연결형 및 연결 지향형 서비스를 지원합니다.
다양한 유형의 프로토콜에 적응할 수 있는 유연성 제공

OSI 모델의 단점

OSI 모델 사용의 몇 가지 단점/단점은 다음과 같습니다.

프로토콜을 맞추는 것은 지루한 작업입니다.
참조 모델로만 사용할 수 있습니다.
특정 프로토콜을 정의하지 않습니다.
OSI 네트워크 계층 모델에서 일부 서비스는 전송 및 데이터 링크 계층과 같은 여러 계층에 복제됩니다.
각 레이어는 이전 레이어에서 데이터를 얻기 위해 기다려야 하므로 레이어는 병렬로 작동할 수 없습니다.

요약

OSI 모델은 다른 시스템과의 상호 연결 및 통신이 가능한 시스템에서 사용되는 네트워크 통신을 정의하는 논리적이고 개념적인 모델입니다.
OSI 모델에서 계층은 명확한 수준의 추상화가 필요한 경우에만 생성되어야 합니다.
OSI 계층은 네트워크를 통한 통신을 이해하는 데 도움이 됩니다.
1984년에 OSI 아키텍처는 ISO에서 국제 표준으로 공식 채택되었습니다.

층	성함	함수	프로토콜
7 레이어	어플리케이션	네트워크 리소스에 대한 액세스를 허용합니다.	SMTP, HTTP, FTP, POP3, SNMP
6 레이어	발표자:	데이터를 번역, 암호화 및 압축합니다.	MPEG, ASCH, SSL, TLS
5 레이어	세션	세션을 설정, 관리 및 종료하려면	넷바이오스, SAP
4 레이어	교통편	전송 계층은 네트워크 계층을 기반으로 소스 시스템의 프로세스에서 대상 시스템의 프로세스로 데이터 전송을 제공합니다.	TCP, UDP
3 레이어	네트워크	인터네트워킹을 제공합니다. 소스에서 목적지로 패킷을 이동하려면	IPV5, IPV6, ICMP, IPSEC, ARP, MPLS.
2 레이어	데이터 링크	비트를 프레임으로 구성합니다. 홉 투 홉 배송을 제공하기 위해	RAPA, PPP, 프레임 릴레이, ATM, 광섬유 케이블 등
1 레이어	물리적	매체를 통해 비트를 전송합니다. 기계적 및 전기적 사양을 제공하기 위해	RS232, 100BaseTX, ISDN, 11.

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