OSI 7 Layer

1. OSI 7계층 참조모델의 역할과 기능

 (1) OSI(Open Systems Interconnection) 참조모델

 * 1984년 ISO에 의해 OSI 발표되기 이전의 정보통신 업체 장비들은 서로 간의 호환성이 부족하다는 문제가 있었다. 이에 이 기종 시스템 간의 상호연결 시, 네트워크 구조에 상관없이 원활한 통신이 이루어질 수 있도록 ISO에 의해 제정된 국제 표준이 OSI 참조 모델이다.

 * OSI 참조모델은 표준 프로토콜의 결여로 인해 어려웠던, 서로 다른 네트워크장치와 소프트웨어의 상호연결에 대한 표준을 제공하고, 네트워크 전반에 대한 개념을 습득할 수 있는 가치를 제공한다.

 (2) SDU(Service Data Unit)와 PDU(Protocol Data Unit)의 데이터 캡슐화

 * SDU는 현재 계층에서 생성된 특정 프로토콜을 이용하는 사용자 데이터를 의미하며, 계층을 하나씩 내려갈 때마다, SDU 앞뒤에 Header나 footer 혹은 두 가지 모두를 덧붙이는 데이터 캡슐화 과장이 이루어지게 되고 이 과정이 이루어지는 해당 계층에서는 이를 PDU라고 한다.

 * 즉, PDU는 생성된 데이터를 특정 프로토콜을 이용하여 바로 아래 계층으로 전송하기 위해 만들어지는 프로토콜 제어 명령들과 사용자 데이터의 데이터 집합을 의미하며, 당연히 현재 계층의 PDU는 바로 아래 계층에서 DSU라고 불리는 데이터 집합과 같은 내용을 가진다. Header나 Footer에서는 출발지에서 목적지까지 데이터가 전송될 수 있게 만들어주는 해당 프로토콜의 규칙 및 제어명령 등이 들어간다.

 * 이렇게 출발지 호스트에서 목적지 호스트로 보내 처리하기 위해 생성된 데이터를 해당 프로토콜이 존재하는 계층에서부터 차례로 데이터 캡슐화 과정을 거쳐 물리계층까지 데이터가 전송되어 내려간다.

 * 네트워크상에서 통신하고자 하는 호스트로 비트 전송이 되고 나면, 목적지 호스트는 하위 계층에서부터 차례로 해당 계층의 Header, Footer 혹은, 두 가지 모두를 제거하면서 서비스를 수행할 계층까지 PDU를 전송하면 변경되지 않은 원래의 데이터인 SDU를 처리하게 되는 것이다.

 (3) 왜 계층화 하는가? : 모든 통신 프로토콜은 모두 계층적 구조로 되어 있고 계층적 프로토콜이란 계층별로 처리하는 기능과 역할을 분담하여 수행하는 구조를 의미한다. 계층화는 다음과 같은 장점이 있다.

 * 변경의 쉬움 : 특정 레이어에서 신기술이 나오면 프로토콜 전체를 수정하지 않고도 해당 레이어의 상·하위 인터페이스를 유지한 채 해당 레이어를 변경함으로써 가능하다는 것이다.

 * 포괄성 : 통신 당사자가 다른 하드웨어나 소프트웨어를 사용한다 하더라도 주어진 레이어에서 같은 통신 프로토콜을 사용한다면 통신할 수 있다는 말이다.

 * 투명성 : 상위 계층에서 하위계층으로 상세한 기술적인 면을 고려하지 않아도 된다. 사용자로서는 하위계층의 복잡성이 있어도 쉽게 네트워크에 인터페이스 할 수 있다.

2. 데이터 캡슐화

 (1) 호스트가 네트워크를 통하여 다른 장비로 데이터를 전송할 때 OSI 7 모델과 각 레이어에서 프로토콜 정보와 함께 데이터가 캡슐화되는 것을 말한다. 이것을 캡슐화된다고 말한다. 각 레이어는 수신 장비에 대응되는 레이어와 통신이 이루어진다.

 (2) 이러한 정보를 교환하고 통신하기 위하여 각 레이어에서 PDU를 사용하게 되는데 각 레이어 상에서 데이터에 부과된 제어 정보가 있다. 일반적으로 데이터 필드와 헤더에 붙어 있는데, 트레일러 데이터 필드의 끝에 붙기도 한다.

 (3) 이렇게 PDU는 OSI 각 레이어의 데이터에 캡슐화되어 부착된다. 각 PDU는 각 레이어 헤더의 정보에 따른 특정한 이름을 가지게 된다.

 (4) 송신자는 송신하려는 데이터에 레이어별로 헤더 정보를 삽입한 후에 수신자에게 재전송하며 수신자는 수신한 패킷의 헤더를 확인하면서 최종적으로 데이터를 확인할 수 있다.

 (5) OSI 7 레이어

 * 응용 계층에서 시작해서 아래로 데이터 흐름이 내려올수록 계층마다 헤더를 붙이게 된다. 이것이 전송 매체를 통해 수신 측으로 전송이 되면 수신 측 그림은 아래와 같다.

 * 전송받은 수신자 시스템에서는 데이터 흐름을 통하여 물리계층에서부터 응용계층까지 다시 올라가면서 헤더를 제거하면서 마지막 응용계층의 데이터까지 도착하게 된다. 

 * 물리계층 - 1계층

 두 시스템 간의 데이터 전송을 위해 링크를 활성화하고 관리하기 위한 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성 등을 정의하며 허브나 라우터, 네트워크 카드, 케이블 등의 전송 매체를 통해 비트들을 전송하는 계층이다. 물리 계층의 데이터 단위는 비트이다.

 * 데이터링크 계층 - 2계층

 물리적 링크를 통해 데이터를 신뢰성 있게 전송하는 계층을 말한다. 하위계층에 속하며 물리계층 바로 위에 위치한다. 비트들을 프레임이라는 논리적 단위로 구성하여 전송한다.

 * 네트워크 계층 - 3계층

 네트워크 계층에서는 패킷을 송신 측으로부터 수신 측으로 전송하는 구간이며 상위 계층에 연결하는 데 필요한 데이터 전송과 경로를 선택하는 기능을 제공한다.

 * 전송계층 - 4계층

 시스템 종단 간에 투명한 데이터 전송을 양방향으로 행하는 계층이며 두 시스템 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장한다.

 * 세션 계층 - 5계층

 응용 프로그램 계층 간의 통신에 대한 제어 구조를 제공하기 위해 응용 프로그램 사이의 접속을 설정, 유지, 종료시켜주는 역할을 하는 계층이다.

 * 표현계층 - 6계층

 데이터 표현 차이를 해결하기 위하여 서로 다른 형식을 변환해 주거나 공통형식을 제공해 주는 계층.

 * 응용계층 - 7계층

 OSI 모델에서 가장 상위계층에 속하며 실제 통신의 최종 목표에 해당하는 가장 중요한 계층.