데이터 통신 - 5장

Chap 5. 네트워크 아키텍쳐

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5.1 계층개념과 표준화
5.2 OSI 참조 모델
5.3 OSI 프로토콜
5.4 OSI 도입 과정

5.1 계층 개념과 표준화

― 프로토콜 (Protocol) : 정보 전달을 위한 규칙 또는 약속.
― 프로토콜의 기본적인 요소
·Syntax : 데이터 형식, 코딩 (Coding), 신호레벨 (Signal Level).
·Semantics : 에러 관리 등의 제어 정보를 포함.
·Timing : 속도의 조화 등을 포함.
― ISO에서는 계층 구조를 채택하여 사용.
― 계층 구조에서는 통신 기능을 수직적인 계층으로 분할하여 각 계층마다 다른
시스템과 통신하는데 필요한 기능들을 수행하도록한다.
― 각 계층은 바로 밑의 계층의 서비스를 사용.
― 각 계층은 다른 계층에 변화가 있더라도 전혀 영향을 받지 않는다.
― 각 계층은 충분히 작아서 관리가 쉽도록 해야한다.
― 계층 수를 너무 늘리면 오버헤드가 커지므로 주의해야한다.

5.2 OSI 참조 모델

― 응용 X에서 응용 Y로 전송할 데이터가 있을 때 응용 X는 이용자 데이터를
응용 계층에 있는 응용실체 (Entity)에 보낸다.
― 응용 실체는 헤더(Header)를 이용자 데이터에 부착하여 (캡슐화), 표현 계층으로
전달한다.
― 표현 계층은 이것을 하나의 데이터로 간주하고 여기에 표현 계층의 헤더를
붙인다.
― 이 과정이 계층 2까지 계속되고, 계층 2에서는 헤더뿐만 아니라 트레일러
(Trailer)를 붙인다.
― 물리 계층은 전송 매체를 통해서 전송시킨다.
― 수신측 시스템에서는 이와 역과정이 일어난다.

5.2.1 OSI 참조 모델의 원리
― 수행되는 기능이나 관련된 기술적인 측면에서 완전히 다른 기능을 처리하도록
계층을 분리.
― 인터페이스간에 정보의 교환이 적은 곳을 선택하여 경계를 설정.

5.3 OSI 프로토콜

5.3.1 물리 계층
― 데이터 링크 개체간의 비트 전송을 위한 물리적 접속을 유지.
― 비트 스트림을 보내고 받기 위해서 기계적, 전기적, 기능적 및 절차적
인터페이스 제공.
― 장치와 장치간의 물리적 접속을 위하여 필요한 전송 매체, 신호 전달 방식 등
물리적 연결에 관한 사항 규정.
― 커넥터 및 각 핀의 기계적 특성, 전압 및 전류, 주파수 등 전기적 특성,
각 핀의 기능 등이 이 계층에서 정의된다.

ⅰ) 기계적 특성
: 커넥터의 크기, 핀의 개수 및 위치 등의 규격.
ⅱ) 전기적 특성
: 두 장치간의 신호 전송을 위한 전송 매체의 규격과
전송 매체를 통하여 전달되는 전류 및 전압의 특성,
전송 속도, 최대 전송 거리 등을 규정.
ⅲ) 기능적 특성
: ·전송 매체와 장치를 연결해주는 커넥터의 각 핀(Pin)의
기능을 규정.
·각 핀의 기능에는 데이터 핀, 제어 핀, 타이밍 핀,
접지 핀 등이 있다.
ⅳ) 절차적 특성
: 각 핀의 신호와 주고받는 순서에 대한 규정.
ⅴ) 존재하는 표준들
― EIA (Electrical Industries Association)
·RS-232-C : DTE와 DCE를 접속하기 위한 물리
인터페이스를 정의.
·RS-449 : 고속 응용용, RS-232-C를 개선한 것.
― CCITT X.21
: 공중 데이터 통신망용으로 만들어진 동기 전송
방식의 DTE에 대한 표준 인터페이스를 규정.
― ISO 802.3 (CSMA/CD)
: LAN의 한 방식인 CDMA/CD 표준에는
물리 계층의 표준을 포함.

5.3.2 데이터 링크 계층
― 상위 계층인 네트워크계층에게 전송 에러가 없는 전송 매체로서의
기능을 제공.
― 인접한 두 장치간의 신뢰성 있는 전송을 하기 위하여 데이터, 전송 에러의
검출 및 처리, 상황에 따른 데이터 흐름의 조절 등에 필요한 사항을 규정.
― 전송 에러 검출.
― 두 지점간에 일정한 크기의 묶음 단위로 Bit를 전송.
― 에러 검출 및 처리.
― 링크 (두 지점을 직접 연결하는 통신로의 전송에 관련한 사항을 규정).
― 물리 계층에 의한 신뢰성 없는 링크를 신뢰성 있는 링크로 변환하기 위한
기능을 담당.
ⅰ) Framing
: 프레임의 시작 및 끝을 부가하여 프레임을 구성.
ⅱ) Error Control
: 전송 에러를 검출하여, 에러 프레임의 재전송을 요구.
ⅲ) Time Out and Acknowledgement
: 정해진 시간 내에 확인 메시지가 안오면 해당 프레임을 재전송.
ⅳ) Flow Control
: 송신측의 프레임 전송 속도가 수신측의 프레임 처리 속도보다
빠를 경우에 생기는 문제점을 해결하기 위해서 흐름 제어를 한다.
ⅴ) 존재하는 표준들
― ISO HDLC (High-Level Data Link Control).
― CCITT X.25 LAPB (Link Access Procedure Balanced).
: X.25 패킷 교환망의 데이터 링크 프로토콜.

5.3.3 네트워크 계층
― 하나 또는 그 이상의 서브 네트워크로 구성되어 있는 통신망에서
두 시스템간의 데이터 전송을 수행하도록 하는 것.
ⅰ) Routing and Relaying
: 네트워크 내를 통하여 경로 배정 및 중계(Relay)기능을 수행.
ⅱ) Internetworking
: 각종 네트워크가 연결되어 있을 때도 네트워크 계층의 기능을
수행.
ⅲ) Network Connection
: 네트워크 연결의 설정, 종료 기능을 수행.
ⅳ) Flow Control
: End-to-End의 흐름 제어를 수행.
ⅴ) Sequence Control
: 송신 시스템이 보낸 순서대로 패킷이 수신 시스템에
도착하지않고 순서의 역전이 생기는 경우가 있고
이러한 역전을 올바른 순서로 고치기 위한 제어를 수행.
ⅵ) 존재하는 표준들
― CCITT X.25 PLP (Packet Level Protocol).
― ISO CONS (Connection Oriented Network Service).
·접속형 서비스 : 데이터 전송에 앞서서 두 시스템간에
접속을 설정하는 것이 필요하며, 이후에 데이터의 통신이
이루어지며, 데이터의 통신이 이루어지며, 데이터의
통신이 끝난 후에는 설정되었던 접속을 해제.
5.3.4 트랜스포트 계층
― 하위에 있는 세 개 계층의 서비스를 받아 통신하고자 하는 양단간
(End-to-End)의 두 시스템간에 신뢰할 수 있고 경제적인 데이터 전달을 제공.
― 긴 메시지들을 작은 단위의 패킷 (Packet)으로 나누어줌으로써 하위의
계층에서 효율적으로 정보를 전송할 수 있도록 하고, 작은 단위로 수신된
패킷을 합쳐서 원래의 메시지로 복구시킴.
― 정보의 전달 기능을 담당하는 계층 1∼3의 부분을 응용 기능에 관련하는
계층 5∼7부터 분리시키는 역할을 하고, 계층 5∼7에 네트워크의 기능의
차이에 관계없이 일정한 네트워크 기능을 제공.
― 역할 : 에러가 없는 전송을 보장해주는 것.
― 네트워크 계층이 제공하는 서비스의 품질에 따라서 등급 0부터 4가지의
5가지 서비스 등급을 제공.
ⅰ) 트랜스포트 연결
: 트랜스포트 연결의 설정 및 해제.
ⅱ) 다중화
: 복수의 트랜스포트 연결을 한 개의 네트워크 연결에
다중화하는 기능에 의하여 경제적으로 통신할 수 있다.
ⅲ) 흐름 제어
: 송신측과 수신측의 처리 속도가 다를 때에는 데이터의
유실 등이 발생하게 된다. 이러한 경우가 발생하지 않도록
트랜스포트 계층간에 데이터 흐름을 제어하는 기능.
ⅳ) 에러 제어
: 네트워크에서 발생되는 모든 에러는 트랜스포트 계층 안에서
모두 처리됨.

5.3.5 세션 계층
― 데이터의 송·수신을 확인하는 통신 제어 기능.
ⅰ) 세션 연결의 설정과 종료
: 세션의 연결/해제 및 관리에 관한 절차를 규정.
ⅱ) 대화 관리
Two Way Simultaneous (Duplex)
: 양쪽이 동시에 데이터를 보낼 수 있다.
Two Way Alternative (Half Duplex)
: 양측이 교대로 데이터를 전송.
(ex : 질의·응답)
ⅲ) 통신 도중 발생할 수 있는 세션의 이상 상태를 복구하는 기능.
(분실된 데이터를 복구하기 위해 사용자는 세션이 되돌아가야 할
위치를 지정한 복구 단위 숫자를 이용하여 복구 명령을 할 수 있다.)
ⅳ) 디스크 복구와 장해 동기등의 시스템상의 장해에 의하여 송신을
재개할 때 송신 데이터 중에 삽입된 Check Point (동기점)을 이용하여
정상적으로 송신 완료된 Check Point 이후만을 재전송하여 복구할 수
있다.

5.3.6 표현 계층 (Presentation Layer)
― 통신 장치에서의 데이터의 표현 방식, 상이한 부호 체계간의 변화에
대하여 규정.
ⅰ) 데이터 표현과 포맷에서의 차이를 해결.
ⅱ) 데이터 압축과 암호.
ⅲ) 전송 구문 (Transfer Syntax)의 협상.
ⅳ) 응용층으로부터 받은 추상적으로 기술된 정보 형식(Abstract Syntax)을
전송 가능한 형식 (Transfer Syntax)으로 변환하여 송신하거나, 또는
그 반대의 기능을 수행.
ⅴ) 세션 연결의 설정 및 종료의 기능을 제외한 세션 계층의 기능을
응용 계층에 제공.

5.3.7 응용 계층
― 전자 메일, 파일 전송, 분산 데이터 베이스 관리, 원격 로그인과 같은
실제의 응용 기능들을 제공.
― 사용자에게 OSI 통신 환경을 제공하는 접점이 된다.
― 사용자는 응용 계층에 대해서는 아무런 지식없이 서비스를 사용할 수 있다.

5.4 OSI 도입 과정

5.4.1 기능 표준

♣ 기능 표준이란?
⇒ 어떤 응용 또는 기능을 실현하기 위해서 관계된 표준들로부터
부분 집합을 지정하여 옵션과 매개변수를 선택한 것.
⇒ 어떤 특정한 서비스를 실현하기 위해 필요한 부분을 추출하여
옵션과 매개 변수를 규정한 것.

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