[네트워크] 프로토콜, OSI계층,데이터 단위-전송데이터 처리과정

OSI 7계층이라고 표준화한 표준 모델이라고 한다.

프로톨콜이란 무엇인가? 서로 약속된 규칙들

 

OSI 7계층 참조모델도 배울 것이다.

7계층에 계층을 소개할것이다.

물리계층 / 데이터링크 계층/ 네트워크 계층/ 수송계층/ 세션 계층 / 표현 계층/ 응용 계층

 

 

네트워크 프로토콜

프로토콜이란?

네트워크상에 있는 디바이스 사이에서 정확한 데이터의 전송과 수신을 위한 일련의 규칙들

여러 노드를 거쳐서 전달되기 때문에 데이터 공유를 위해 정확하게, 신뢰성있게 보낸 데이터가 받아질 수 있도록 룰들을 모아둔 것

 

 

 

프레임(frame)이란?

정보와 헤더를 포함한 메시지 꾸러미

데이터링크 계층(2계층)에서 사용되는 데이터 단위

 

유선에서 이더넷이라는 데이터 프로콜을 사용하고 있다.

이더넷의 프레임 이란 단어를 쓴다.

 

 

프레임의 기본 구성

-목적지 주소 영역 : 목적지의 주소

-전송 측 주소 영역 : 데이터를 보내는 전송 측의 주소

-유료부하 영역 : 사용자 데이터, 사용자가 보내고 싶은 데이터 영역

페이로드 부분을 위해서 데이터를 실어나르는 것이다.

2계층이라면 프레임의 기본정보를 가지고 있는 것이다.

 

 

 

프로토콜의 개념

‘개체 (entity)’란?(노드, 단말, 시스템 같은 것)

라우터, 서버, 모뎀 등과 같은 데이터통신 기능을 갖춘 실제적 주체에 대한 표현

 

 

프로토콜이란?

데이터통신과 관련된 임의의 두 개체가 네트워크를 통해서 상호 간에 데이터의 교환을 위해서 정의되는 상호 합의된 규칙, 즉 무엇을, 어떻게, 언제 통신할 것인가? (그림 3-2)

 

 

 

프로토콜의 기본 구성요소 (그림 3-3)

구문 요소(무엇을) : 데이터의 형식(format), 부호화 및 신호의 크기 등 요소 포함

ex)인코딩 방식

 

의미 요소(어떻게) : 데이터의 특정한 형태에 대한 해석을 어떻게 할 것인가? 또한 이에 따라 어떻게 동작을 취할 것인가 등 전송의 조정 및 오류 등 요소 포함

ex)어떻게 해석을 할 것인가

 

타이밍(timing) 요소(언제) : 언제 데이터를 전송할 것인가와 얼마나 빠른 속도로 전송할 것인가와 같은 내용 포함

 

 

 

OSI모델이란 무엇인가?

OSI (Open Systems Interconnection) 7계층 표준모델 : 7개의 계층으로 구성된 계층 구조를 갖는 개방형(open)시스템

개방형 모델 - 어떤 회사가 만들더라도 오픈소스 같이 통신이 가능하게 ~~을 지켜서 만들자 라는 기본 골격

너무 많으니 7계층으로 쪼갰다.

 

목적 : 다양한 표준화와 관련된 기본 골격을 제공하는 것

ex)건물을 지을 때 7층짜리에 1층에 뭐가있어야하고 2층에 뭐가 있어야하고 설계를 한다.

 

마찬가지로 통신시스템이 논리적으로 건물 7층처럼 각 계층간에 어떻게 상호작용하고 어떻게 동작하는지 모델

 

특정 시스템에 대한 프로토콜의 의존도를 줄이고, 향후 기술 진보에 따른 프로토콜의 확장성 등을고려하여 보편적인 개념과 용어를 사용하여 표준화됨

 

개방형 시스템(통신하는 시스템) 의 프로세스와 프로세스 상호 간의 데이터통신, 데이터 저장, 자원 관리, 데이터 보안 및 응용 프로그램의 지원 등과 같은 협업 동작cooperation에 대하여 규정하고 있음(그림 3-4).

프로세스 = 하나의 프로그램

개방형 시스템 간의 데이터 통신

 

 

 

측면에서 바라 본것.

abcd 시스템이 통신하고 있는데 응용 개체를 통세 프로세서가 돌아고 있고 눈에 보이지 않은 논리적인 연결을 통해 통신을 한다.

 

개방형 시스템(송,수신 프로그램) : 컴퓨터, 단말기, 통신 제어장치, 단말기 제어장치 등과 같은 응용 프로세스 간에 데이터통신 기능 제공

 

응용 개체 : 네트워크상에서 동작하는 응용 프로그램과 시스템 운영 및 관리 프로그램, 단말기 동작과 관련된 프로그램 운영 기능 제공

 

연결 : 응용 개체 사이를 서로 연결하는 논리적인 데이터통신 회선 기능

 

전송미디어 : 데이터링크, 채널 등과 같이 네트워크 시스템 간의 데이터 전송특성

 

 

 

 

OSI 계층 구조

네트워크 계층 구조는 개체에 대한 서비스 및 프로토콜에 의해 구체화

객체지향의 객체처럼 실체화 된다.

 

 

개체 : 각 계층에서 데이터교환기 능을 갖고 있는 실제적인 디바이스에 대한 총칭으로,

프로세스와 같은 ‘소프트웨어 개체’ 또는 지능형 입ㆍ출력 칩과 같은 ‘하드웨어 개체’ 등을 포함하는 용어

 

 

각 계층별로 개체가 존재하는데 1계층이면 칩이 개체가 될 수 있고 2계층이면 소프트웨어가 개체가된다.

 

OSI 표준모델에서는 7계층(응용 계층)의 개체를 ‘응용 개체, ’ 6계층(표현 계층)의 개체를 ‘표현 개체’라 하며, 그 하위의 개체 또한 동일한 방법으로 명명

각 계층이 있고 아래에는 작은 계층이 있고 위에는 높은 계층이 있다.

건물을 생각 하면된다.

 

각 계층마다 연결을 보면 윗 계층과 아래 계층이 연결되어 있다.

각 계층의 개체들은 각 계층의 프로토콜을 이용해서 통신한다.

 

 

 

 

데이터 단위-전송데이터 처리과정

중요한 계념이다.

 

메세지를 보낼 때 응용(7계층)을 통해서 내려온다.

수신쪽 입장에는 1계층 부터 작동 한다.

서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit)와 프로토콜 데이터 단위(PDU : Protocol Data Unit)

 

동일한 개체 간에 데이터를 교환하거나, 혹은 서비스 액세스점(SAP : Service Access Point)을 통해 인접계층의 개체 간에 데이터를 교환하기 위한 단위

 

ex) 위 계층에서 데이터가 내려오면 한칸 아래 계층에만 전달을 한다.

수신되는 입장에서 아래 계층에서 데이터가 올라오면 한칸 윗 계층에만 전달을 한다.

 

 

(N+1) 계층의 (N+1)－SDU에 (N+1) 계층의 제어정보(PCI : Protocol Control Information)가 결합되어 (N+1) PDU를 만들고, 이것이 자신보다 하위에 있는 N계층으로 인터페이스가 이루어지면 N-SDU가 됨

 

각 계층을 통과하는 데이터의 처리 과정(그림 3-7)

N계층을 봐보자 2가지 블럭으로 구성되어 있다.

프레임에서도 말했듯이 해당 계층에서 보내야할 데이터 있다. 이것이 서비스 데이터 유닛이다.(SDU)

 

N계층이 실어 날라야할 데이터 이다.(봉투안에 내용)

봉투에 주소도 붙히고 보호재도 붙여햐 한다.

 

이후에 붙히는것이 PCI(Protocol Control information)

잘 받았는지, 누가 보냈는지 재대로 잘 전달되게 끔

메세지에서 헤더라고도 한다.

 

N계층의 PCI와 SDU가 합쳐져서 PDU(Protocol Data Unit)이 된다.

 

위,아래가 무슨 관계가 있는가?

윗계층의 PDU가 아래 계층의 SDU가 된다.

각 계층에서 해야할 일을 PCI에다가 붙히는 것이다.

 

윗 계층에서 준것 모두가 데이터라고 생각하고 앞에 PCI를 붙히는 것이다.

수신쪽에서는 PCI만 때고 SDU만 위 쪽으로 올린다.

 

ex)

7층에서 선물을 만들었다 포장흘 해서 6층에 내리고 6층에서도 포장해서 내린다.

 

받은사람은 1층부터 포장을 뜯고 위쪽으로 올린다.

 

 

 

 

데이터 단위-전송데이터 처리과정

N 서비스는 N계층과 그 하위 전체 계층이 제공하는 데이터 전송 등의 기능

점선의 박스가 밑에 안닫혀있는 의미

ex)3계층 서비스는 2계층 1계층을 포함해서 말하는 것이다.

 

N계층 은 N서비스 액세스점(N-SAP)을 경유하여 상위 계층의 서비스를 이용할 수 있음 (그림 3-8)

 

서비스 액세스점(SAP) 이란?

상위 계층이 하위 계층에서 제공하는 서비스를 받기 위해서 하위 계층에 접근하는 영역

 

 

 

N 연결 은 N계층에서 제공되는 다수의 개체 간에서 데이터 전송을 수행하는 수단

(N+1)개체는 다수의 N연결을 가질 때 다른 (N+1)개체와 동시에 데이터 전송이 가능 (그림 3-9)