계층별 역할

• 물리 계층(Physical layer, 1계층)
  • 물리 계층은 한 홉(노드)에서 다음 홉(노드)으로 비트 전송의 기능을 담당하며, 인터페이스의 기계적, 전기적 규격과 전송 매체를 규정
  • 비트를 전송하기 위해 전기적 또는 광학적인 신호를 부호화하여 전송하고, 송신자와 수신자는 같은 비트를 사용해야 하며, 상호 클록은 동기화되어야 함
  • 물리적인 접속 형태, 즉 그물 형태(Mesh Topology), 스타 형태(Star Topology), 링 형태(Ring Topology), 버스 형태(Bus Topology)등의 연결 방법을 규정함
       
• 데이터 링크 계층(Data link layer, 2계층)
  • 개요
    가공되지 않은 비트 단위의 전송을 담당하는 물리 계층을 신뢰성 있는 링크로 변환하여 전송(즉, 한 홉(노드)에서 다음 홉(노드)으로 프레임(Frame)을 전송하는 기능을 담당)
  • 프레임(Framing) 구성
    상위 네트워크 계층으로부터 받은 데이터를 프레임이라는 단위로 나눔
  • 물리 주소(Physical Addressing) 지정
    프레임에 송신자 및 수신자의 물리적 주소 정보(노드 주소정보)를 프레임 헤더에 추가
  • 흐름 제어(Flow Control)
    데이터 전송 시 수신자의 수신 능력이 송신자의 송신 능력 보다 떨어지면, 송신측에서 데이터 흐름을 제어하여 전송
  • 오류 제어(Error Control)
    손상 또는 손실된 프레임을 발견하고 오류를 막기 위한 기능을 사용, 즉 보통 프레임의 끝에 추가된 트레일러를 통해 오류 제어 기능을 수행
  •    
• 네트워크 계층(Network layer, 3계층)
  • 개요
    발신지 호스트에서 여러 중간 노드를 거쳐 목적지 호스트까지 각 패킷의 전달에 대한 책임을 짐
  • 논리 주소 지정(Logical Addressing)
    상위 전송 계층에서 받은 데이터에 목적지 호스트의 논리 주소를 헤더에 추가하여 전송
  • 라우팅(Routing)
    • 네트워크 계층의 패킷이 하위 계층인 데이터 링크 계층으로 내려오면 데이터 링크 계층은 패킷을 프레임 단위로 만들고, 바로 인접노드의 물리 주소를 헤더에 첨부하여 전송
    • 목적지 호스트(논리 주소)까지 각 노드를 거칠 때마다 인접 노드의 물리 주소를 프레임에 다시 첨부하여 전송하게 되는데, 여기서 경로를 지정하거나 교환 기능을 제공하는 것을 라우팅이라 함
     
• 전송 계층(Transport layer, 4계층)
  • 개요
    송신자 및 수신자의 프로세스 간 메시지 전달 기능을 담당하며, 전송 계층의 하위 계층인 네트워크 계층은 목적지까지 개별적인 패킷을 전달하지만, 이들 패킷 간의 관계, 즉 올바른 순서대로 도착해서 정상적인 메시지로 조립되었는지 알지 못하며, 전송 계층에서 전체 메시지가 올바르게 전달되었는지를 보장함
  • 서비스 지점 주소 지정(Service Point Addressing)
    컴퓨터는 여러 개의 프로그램을 동시에 실행하는 경우가 많은데, 각 프로그램을 서비스 단위 혹은 프로세스로 보고, 전송 계층은 상위 계층에서 내려온 메시지를 세그먼트로 나누어 헤더에 목적지 호스트의 해당 서비스(프로세스) 지점 주소, 즉 포트 번호를 붙여 전송
  • 분할과 재조립(Segmentation and Reassembly)
    상위 계층에서 내려온 세그먼트를 전송할 수 있는 세그먼트 단위로 나누면, 각 세그먼트는 순서 번호를 갖게 되고, 목적지에 도착하면 수신측에서 재조립
  • 연결 제어(Connection Control)
    • 비연결 전송 계층 또는 연결 지향향 전송 계층 기능을 수행할 수 있음
    • 빈연결 전송 계층은 각 세그먼트를 독립된 패킷으로 다루어 목적지 시스템의 전송 계층에 전송하고, 연결 지향형 전송 계층은 패킷 전달 전에 먼저 목적지 시스템의 전송 계층과 연결을 설정한 후 패킷을 전송하고, 전송 완료 시 연결을 종료
  • 흐름 제어(Flow Control)
    데이터 링크 계층의 흐름제어는 노드 대 노드의 흐름제어이자만, 전송 계층의 흐름제어는 단일 링크가 아닌 종단 간 흐름을 제어
  • 오류 제어(Error Control)
    데이터 링크 계층은 노드 대 노드 전송의 프레임에 대한 오류를 제어하나, 전송 계층은 전체 세그먼트 오류(손상, 유실 등) 없이 수신측 전송 계층에 도착하도록 오류 제어 기능을 수행하며, 오류 교정은 보통 재전송을 통해 이루어짐
     
• 세션 계층(Session layer, 5계층)
  • 개요
    송.수신측의 대화 제어와 동기화의 기능을 담당
  • 대화 제어(Dialog Control)
    두 시스템 간의 대화를 허용하여 여기서 대화는 반이중 또는 전이중 상태로 두 프로세스 간의 통신 수행을 의미함
  • 동기화(Synchronization)
    • 세션 계층의 동기화는 물리 계층의 펄스 전압의 동기화와는 다름
    • 세션 계층의 동기화란 데이터 흐름 중간에 검사점(동기점)을 넣어 수신측에서 검사점 단위로 전송을 확인해, 오류 발생 시 해당 데이터 블록만 재전송하기 위한 기능을 수행
         
• 표현 계층(Presentation layer, 6계층)
  • 개요
    두 시스템 간에 주고 받는 정보의 구문 및 의미와 관련이 있으며 변환, 압축, 암호화 기능을 담당
  • 변환(Translation)
    두 시스템 간에 송.수신되는 정보는 항상 문자, 숫자, 기타 형태로 교환되는데, 시스템들은 각기 다른 부호와 시스템, 즉 이기종 시스템을 사용하므로 서로 호환성을 갖도록 변환하여 송.수신함
  • 암호화(Encryption)
    중요 정보는 송신측에서 암호화하여 변환하고 수신측에서 복호화 함
  • 압축(Compression)
    데이터 압축 기능을 의미
     
• 응용 계층(Application layer, 7계층)
  • 개요
    사용자에게 서비스 제공에 대한 기능을 담당하고, 사용자 인터페이스를 제공하며, 전자 우편, 원격 파일 접근 및 전송, 공유 데이터베이스 관리, 그리고 다양한 형태의 분산 정보 서비스를 제공
  • 응용 계층의 주요 특정 서비스
    • 네트워크 가상 터미널(Network Virtual Terminal)
      물리적인 터미널의 기능을 수행하는 소프트웨어 형태의 터미널로, 원격에서 호스트에 로그온할 수 있는 형태의 가상 터미널
    • 파일 전송, 접근 및 관리(FTAM; File Transfer Access and Management)
      원격으로 호스트에 접근하여 파일 검색, 관리, 제어하는 응용 기능
  • 메일 서비스(Mail Service)
    전자 우편을 위한 전달과 저장을 제공
  • 디렉토리 서비스(Directory Service)
    분산 데이터베이스의 소스를 제공하고, 다양한 객체와 서비스에 대한 접근을 제공
     
• OSI 7계층과 TCP/IP
  • TCP/IP 프로토콜은 OSI 7 계층 보다 먼저 개발되었으며,TCP/IP 계층 구조가 OSI 계층 구조와 정확히 일치 하지는 않음
  • OSI 모델은 7계층으로 되어 있는 반면, 실질적으로 사용되고 있는 TCP/IP 프로토콜은 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 응용 계층의 5계층으로 구성되어 있음
    
       
  • < OSI 7계층과 TCP/IP 프로토콜>
• OSI 7 계층에서 계층별 전송 단위
  • 1 계층 : 비트
  • 2 계층 : 프레임
  • 3 계층 : 패킷
  • 4 계층 : 세그먼트
  • 5,6,7 계층 : 메시지
       
• OSI 7 계층에서 계층별 네트워킹 장비
  • 1 계층 : 허브, 리피터
  • 2 계층 : 브리지, 스위치
  • 3 계층 : 라우터
  • 4,5,6,7 계층 : 게이트웨이