21. OSI 7계층 참조모델
가. 기본개념
OSI 참조모델은 통신망을 통한 상호접속에 필요한 제반 통신 절차를 크게 7개의 계
층(layer)으로 나누어 정의된다. 이 모델은 다른 회사 제품의 장비들과 서로 통신이 가
능한 상호운용성(interoperability)을 제공해주기 위해 ISO에서 제시하였으며, 기존
표준과의 관계를 명확히 하기 위해서 개발되었다.
ISO에서 제정한 7계층 구조는 제반 통신절차 가운데 기본적으로 비슷한 기능을 갖
는 모듈을 동일 계층으로 분할하고, 가능하면 각 계층 간의 독립성을 유지할 수 있도록 함으로써 어느 한 모듈에 대한 변경이 다른 전체 모듈에 미치는 영향을 최소화한
다. 즉, 각 모듈 간의 인터페이스를 정의하기 위해 계층을 정의하였고, 그 결과 표준화
가 더욱 용이하고 기능과 서비스의 추가, 변경 및 유지보수 등의 문제 해결이 편리하
며, 다른 계층에 대해 투명성이 제공된다는 장점이 있다.
OSI 7계층 모델은 <표 2-1>과 같이 최하위의 물리적 통신매체에서부터 차례로 계
층1인 물리(physical) 계층, 계층 2인 데이터링크(data link) 계층, 계층 3인 네트워크
(network) 계층, 계층 4인 전송(transport) 계층, 계층 5인 세션(session) 계층, 계층
6인 표현(presentation) 계층, 계층 7인 응용(application) 계층으로 구성된다.
<OSI 7계층 참조모델의 구성>
| 계층 | 명칭 | 주요 기능 정의 | 비고 |
| 7 | 응용 | •사용자가 직접 접하는 응용 프로그램들간의 통신유지 •사용자 데이타가 전송되며, 전자우편과 파일전송 등 서비스 |
상위계층 (대화제어, 사용자 서비스) |
| 6 | 표현 | •응용 프로그램의 데이터 표현형식에 관한 기능제공 •상위 메시지 단위이며, 데이터의 암호화와 압축기능 수행 |
|
| 5 | 세션 | •사용자 중심의 연결서비스 제공을 위한 대화관리 •세션 메시지 단위이며, 동기화 및 송신권 제어기능 등 수행 |
|
| 4 | 전송 | •사용자 종단간에 데이터 전송을 보장하며 흐름제어 등 수행 •세그먼트 단위의 전송이며, TCP 등이 해당 |
하위계층 (전송제어, 네트워크 서비스) |
| 3 | 네트 워크 |
•네트워크를 통한 송·수신측 양 단간에 경로선택과 중계 •패킷(데이터그램) 단위의 전송이며, X.25와 IP 등이 해당 |
|
| 2 | 데이터 링크 |
•물리적으로 연결된 시스템 양 단간 링크설정과 오류 제어 •프레임 단위의 전송이며 HDLC 등이 해당 |
|
| 1 | 물리 | •전송매체의 기계적·전기적·기능적·절차적 규격을 정의 •비트단위의 전송이며 RS-232와 RS-422 등이 해당 |
여기서 계층 1에서 계층 4까지의 하위계층은 물리적, 전기적 접속을 담당하면서 사
용자 데이터에 무관하게 양 단말 간의 데이터 전송 제어 기능 등 네트워크 서비스를
수행하며, 계층 5에서 계층 7까지의 상위계층은 사용자 데이터의 내용을 해석하고 정
보 표현형식을 처리하는 양 단말 간의 대화(dialogue) 제어 기능 등 사용자 서비스를
수행한다. 특히, 계층 4는 하위계층으로 분류하였지만, 하위계층과 상위계층 간의 인
터페이스 역할을 수행한다.
송·수신측의 양 단말 간에는 네트워크를 통해 통신링크가 설정되며, 네트워크는
중계노드로서 스위치(switch)와 라우터(router) 등으로 구성되고 계층 3까지의 기능
이 수행된다. 즉, 양 단말은 계층 1에서 계층 7까지의 전체 기능을 모두 수행하고, 통
신링크의 설정을 위해 하위계층은 네트워크의 중계노드와 통신이 이루어진다. 송·수
신측의 서로 다른 시스템 간에 데이터를 주고받는 일련의 과정은 [그림 2-17]과 같이
송신장치의 응용계층으로부터 물리계층까지 데이터가 각 계층을 따라 전달되고, 전달
된 데이터는 수신장치의 물리계층으로부터 응용계층까지 거슬러 올라간다. 여기서 서
로 인접한 상하계층 간의 통신이 독립성을 보장하려면, 각 계층의 인터페이스는 인접
한 계층에게 제공해야 하는 정보와 서비스를 잘 정의해야 한다.
나. 상하 계층 간의 인터페이스
OSI 참조모델의 각 계층은 서로 독립적인 기능을 수행하는 모듈이다. 이렇게 계층
화된 프로토콜에서 하나의 계층은 서비스 제공자이며 몇 개의 서비스 기능을 수행하고
있다. 즉, 각 계층은 기능의 실행 주체인 실체(entity)가 존재하는데, 이들 실체는 사
용자 프로그램이나 응용 프로그램이 될 수 있다. 계층간 인터페이스는 하위계층에서
상위계층에 제공하는 작동과 서비스를 정의한다. 즉, (N)계층은 이보다 상위계층인 (N+1)계층에 서비스를 제공한다. 이때 서비스는 바로 위 계층에게 제공하는 각종 기
능을 의미하며, 이것은 바로 아래의 계층으로부터 제공받은 서비스로 볼 수 있다. 따
라서 (N)계층은 서비스 제공자이고 (N+1)계층은 서비스 사용자가 된다. 또한 계층간
에 인터페이스를 위해 식별 가능한 주소를 서비스 액세스점(SAP : Service Access
Point)이라고 한다.
SAP을 통해 서비스 사용자와 서비스 제공자인 두 계층 간에 주고받는 정보를 프리
미티브(primitive)라고 하는데, 일반적으로 서비스 프리미티브는 [그림 2-18]과 같이
요구(request), 지시(indication), 응답(response), 확인(confirm)의 4종류가 있다.
다. 동등계층(Peer-to-Peer) 프로토콜
송신측과 수신측에 있는 서로 대응되는 계층을 동등계층이라고 하며, 동등계층 간
의 통신에 대한 규약을 프로토콜이라고 한다. 즉, 각 계층마다 SDU에 PCI를 덧붙이
는데, 이것은 전달하려는 데이터에 계층 고유의 헤더를 붙여 동등계층 프로토콜에 사
용된다. 양 단간의 통신은 적절한 프로토콜을 사용하는 해당 계층의 동등계층 프로세
스이다. 동등계층 프로세스는 동등 계층끼리 주고받는 데이터가 있다는 뜻이다.
송·수신측 양 단말 간의 통신은 적절한 프로토콜을 사용하는 해당 계층의 동등계층
간 프로세스이다. 예를 들어 송신측의 계층2는 계층3에서 받은 데이터에 계층2의 헤더
와 트레일러를 붙여 계층1로 보낸다. 이렇게 보내진 데이터는 물리계층을 통해 수신측
으로 전송된다. 수신측의 계층2는 계층1로부터 받은 데이터에서 헤더와 트레일러를 제
거하고 계층3으로 보낸다. 이와 같이 동등계층 간의 통신을 위해 각 계층은 [그림 2-
19]와 같이 헤더라는 형식으로 자신의 기능을 덧붙이고 그에 대한 역할을 수행한다.
따라서, 프로토콜 데이터 단위인 PDU는 계층 구조적인 네트워크에서 정보를 실어
나르는 기본 데이터 단위를 의미하며, 상위계층에서 전송을 원하는 서비스 데이터인
SDU에 PCI가 덧붙여서 구성된다. PDU는 계층화된 프로토콜에서 계층마다 다른 명
칭으로 사용되는데, 계층 2 PDU는 프레임(frame), 계층 3 PDU는 패킷(packet) 또는
데이터그램(datagram), 그리고 계층 4 PDU는 세그먼트(segment)라고 한다. [그림
2-20]은 OSI 참조모델의 각 계층별 주요 기능을 정리한 것이다.
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