OSI모델과 TCP/IP

 

OSI(Open System Interconnect) 모델

  OSI는 세계 표준화 기구(ISO)가 1977년 컴퓨터 통신을 위한 구조 개발에 의해 지은 아파트로 비유할 수 있으며 어떠한 경로와 방식으로 데이터가 송수신 되는가를 보여주는 네트워크의 설계도라 할 수 있다. 이 아파트에 사는 각 층의 주인들은 포르토콜(protocol)의 역할을 한다. 즉 이 아파트는 protocol의 집합이라고 할 수 있다.

7계층	응용 계층(Application Layer)
6계층	표현 계층(Presentation Layer)
5계층	논리접속 계층(Session Layer)
4계층	전송 계층(Transport Layer)
3계층	네트워크 계층(Nerwork Layer)
2계층	데이터 링크 계층(Data Link Layer)
1계층	물리 계층(Physical Layer)

1. 물리 계층(Physical Layer)

  Physical의 뜻은 물리적, 화학적이라는 뜻에서 알 수 있듯이 이것은 전선이나 회선 케이블(cable) 선 같은 우리가 직접 만질 수 있는 것들을 정의하는 계층이라고 할 수 있다.

2. 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

  데이터가 연결된 상태에서 일어나는 것들을 관리하는 것을 알 수 있다. 즉 네트워크에서 기계에서 기계 사이에 접속할 때 무엇을 하는가 생각하면 이해가 빠를 것이다.

  우선 서로의 규칙을 알아 볼 것이다. 그래야만 정보를 전달할 수 있고 공유할 수 있기 때문이다. 그 다음은 오류를 검사할 것이다. 또한 접속과 연결 해지 같은 연결 관리를 할 것이고, 정보 전달 같은 것을 생각할 수 있다. 이런 것들을 이 계층에서 다룬다.

3. 네트워크 계층(Network Layer)

  기계사이의 통로를 결정하여 데이터에게 길을 열어 준다. 네트워크뿐만 아니라 우리가 이용하는 대중교통 같은 것도 길이 있어야 한다. 그렇지 않고서는 가지 못한다. 이렇게 기계와 기계 사이에 최적화된 길을 찾고(경로설정) 이것을 라우팅이라고 한다.

4. 수송 계층(Transport Layer)

  데이터의 전송을 담당하고 발신지 부문에서 수신지까지 정보의 확실한 변환을 위해 설계되었다. 이 계층은 두 기계 사이에 통신을 성립시키고 유지하고 종결한다. 이 계층은 보낸 데이터를 받아서 받은 데이터와 일치시켜야 하는 의무가 있다. 즉 A에서 1이라는 정보가 변환되지 않도록 해야 한다.

  검증이 필요한 이유는 오류 발생시 재차 데이터를 발신지로 돌려보내야 하고 데이터를 정확하게 보냈는지를 알려야 하기 때문이다. 또한 접수된 데이터를 막 보내는 것이 아니라 우선 순위를 결정하여 데이터를 보내는 것을 관리한다.

5. 세션 계층(Session Layer)

  세션 계층에서 하는 일은 응용 계층에서 데이터 교환을 해주며 동시성을 갖는 것이다. 이 것을 기계가 송신과 수신이 어떻게 이루어지는 지 어떻게 교환되는지 알기 위해 응용 계층과 함께 일을 한다.

  이 세션 계층은 다른 계층의 상태를 알기 위하여 다른 계층 사이의 대화를 조정하는 것을 포함한다. 예를 들어 미국에서 한 정보가 오고 있다고 가정하자. 현재 오고 있는 정보가 네트워크상에서 오류가 발생하면 이 세션 계층이 감지하고 그 정보를 받다 들여 처리한다.

  세션 계층은 일반적으로 서로 간에 연결되기 위해 수시로 응용계층과 접속을 시도한다. 모든 이야기를 종합해보면 세션 계층은 계층 간에 논리 접속화를 시키고 구축하고 관리하며 종료시키는 역할을 하는 층이다. 이 때문에 논리 접속 계층이라고도 한다. 세선 계층은 표현 계층 사이의 대화를 동기화 기키며 데이터 교환을 관리한다.

6. 표현 계층(Presentation Layer)

  다른 시스템이 보내온 애플리케이션 정보를 다른 층들의 주인들이 볼 수 있게 분리하는 작업을 하는 계층이다. 표현 계층은 다른 시스템에서 온 애플리케이션 정보를 규정된 형식으로 바꾼다.

  즉 기계마다 자신의 특성이 있듯이 받아들이는 것도 틀리기 때문에 거기에 맞추어 변형시켜야 한다. 표현 계층은 아른 층과 달리 독단적이다. 즉 다른 층과 달리 독립적이면서 자신의 일을 한다.

  또한 우리가 많은 색과 배경이 담긴 이미지를 네트워크를 통해 전송한다고 하자. 전송된 우리의 눈에는 화려한 것처럼 보이지만 기계에서 기계로 갈 때는 숫자 0과 1만으로 전송된다. 표현 계층은 자신의 집에 들어온 것을 무엇이든지 상반되게 만들어 버린다. 기계가 가진 명령어를 응용 계층의 형태를 근거로 하여 정보를 보낼 층에 맞게 변환하여 보낸다.

7. 응용 계층(Application Layer)

  응용 계층은 사용자 공간이다. 이 응용 계층이 하는 일은 전자우편이나 DB 디스플레이 모듈과 같은 응용 프로그램이 살고 있다. 응용 계층이 하는 일은 받은 정보를 저장하고 밑에 사는 계층들 에게 새로운 정보를 보내는 것이 으용 계층의 할 일이다. 기 계층에는 우리가 자주 쓰는 스프레드시트, 워드프로세서 등이 속한다.

TCP/IP(Transmission Control Protocol / Internet Protocol)

  TCP/IP는 미국 정부가 인터넷의 중요성을 감지하고 RPA(Research Project Agency)주도 하에 생겨난 인터넷 기본 프로토콜이라고 할 수 있다. 처음에는 군사적인 목적에 의해 만들어진 것이라고 한다. 하지만 지금은 많은 발전을 하면서 처음과는 비교가 되지 않을 정도의 성능과 안전성을 갖추게 되었고 NASA 등이 연구에 기여하여 여러 미국 기관들이 자신의 연구를 목적으로 TCP/IP를 도입하였고 훗날 학교, 병원, 회사, 공공 기관 등 여러 방면에서 아주 다양하게 쓰이고 있다. 지금은 전 세계를 하나로 연결하는데 아주 큰 기여를 하고 있다.

  TCP/IP는 우리가 흔히 쓰는 LAN에서의 통신 제어 절차 즉 프로토콜의 하나로 자료를 전송할 때는 패킷(Packet)이라는 전송 단위로 잘려서 전송된다. 패킷으로 잘려 전송될 때 이 패킷을 발신지에서 지정한 장소로 가지고 이동하는 것은 IP 주소이고 그것을 확인하고 안정성을 점검하는 것을 TCP/IP라고 생각하면 이해가 빠를 것이다.

  네트워크에서 패킷을 송신자로부터 수신자로 전달되기는 하지만 하나의 데이터를 구성하는 여러 패킷을 그 전달 경로가 동일하지 않다. 만일 어느 경로의 통신 회선이 불량인 경우 다른 경로로 우회하게 된다. 이러다 보니 패킷이 도착하는 순서가 다를 수도 있다.

  그렇지만 수신자 측에서 TCP/IP 프로토콜을 사용한다면 순서가 어긋난 것을 패킷이 수서를 다시 정렬하여 원래 데이터 그대로를 수신자에게 전달해 준다. 또한 TCP/IP의 큰 장점은 호환성이 좋아서 거의 모든 네트워크를 받아들일 수 있다.

  TCP/IP에는 4가지의 계층이 있다. 응용 계층(Application Layer), 전송 계층(Transport Layer), 인터넷 계층(Internet Layer), 물리 계층(Physical Layer)으로 이루어져 있다.

1. 응용 계층(Application Layer)

 이 계층은 네트워크를 실제로 사용하는 응용 프로그램(FTP, Telnet, SMTP 등)으로 이루어진다. OSI 모델에서 보면 애플리케이션 계층과 표현 계층에 해당한다.

2. 수송 계층(Transport Layer)

  이 계층은 말 그대로 데이터를 도착지까지 수송하는 일을 한다. OSI 모델에서 보면 세션 계층(혹은 논리 접속 계층)과 수송 계층에 해당한다. TCP/IP에서 소켓부분은 OSI 모델의 세션 계층에 해당되며 TCP/IP에서는 시스템의 주소(Address)와 포트(Port)를 가지고 각 서버를 연결해서 통신을 한다. OSI 모델의 수송 계층에 해당하는 부분은 TCP/IP 프로토콜의 TCP 프로토콜에 해당한다.

  TCP는 패킷에 에러가 없고, 중복이 없으며 보내어진 순서대로 상대편이 받을 수 있도록 신뢰성이 있는 데이터의 전송을 책임지고 있는 Protocol이다. TCP는 에러에 대비해 에러에 대한 정보를 가지고 있는 것이 특징이다.

3. 인터넷 계층(Internet Layer)

  이 계층의 역할은 데이터 그램을 정의하고 데이터 그램을 라우팅 시키는 일을 담당한다. 여기서 데이터 그램이란 IP 프로토콜에서 다루는 패킷 데이터를 말하는데 데이터를 정확하게 보내기 위해 사용된다. 데이터 그램이 가지고 있는 자료는 발신주소, 수신주소, 보내는 데이터, 그 외 몇 가지 제어 필드(Control field)를 가지고 있다. OSI 모델에서는 네트워크 계층과 데이터 링크 계층에 해당한다.

4. 물리 계층(Physical Layer)

  물리적 계층에 대해 TCP/IP 프로토콜에서 따로 정의한 내용은 없고 IEEE에서 정해놓은 하드웨어 표준에 따른다. 여기서 IEEE는 미국의 비영리 조직으로 150여 개 국에 회원들이 있는 단체 중 하나이다.