OSI 모델 및 네트워킹 프로토콜 관계


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대부분의 네트워킹 학생들은 OSI 모델에 대해 처음 배울 때 특정 프로토콜이 어떤 모델의 레이어에 적합한 지 알아 내기 위해 많은 시간을 소비합니다. 우리는이 포럼에서 OSI 계층에 대해 많은 질문을 받았고, 일반적으로 다음과 같습니다.

  • IS-IS는 어떤 OSI 계층에서 작동합니까?
  • HTML은 프리젠 테이션 또는 애플리케이션 프로토콜입니까?
  • VPN 터널은 레이어 2 또는 3입니까?

학생 (또는 그 문제에 대한 전문가)은 OSI 모델과 함께 작동하는 프로토콜 간의 관계를 어떻게 이해해야합니까?

답변:


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OSI 모델에 대해 기억해야 할 두 가지 중요한 사실이 있습니다.

  1. 개념적 모델입니다. 이는 이론적이고 이상적인 이론적 네트워킹 기능 그룹을 설명한다는 의미입니다. 누군가가 실제로 구축 한 것 (적어도 오늘날 사용중인 것)은 설명하지 않습니다.

  2. 유일한 모델은 아닙니다. TCP / IP 프로토콜 제품군 (RFC-1122 및 RFC-1123)과 같은 다른 모델이 있으며 현재 사용중인 제품에 훨씬 더 가깝습니다.

약간의 역사 : 아마도 인터넷의 전신 인 ARPANET을 포함한 초기 패킷 네트워킹에 대해 들어 보셨을 것입니다. 네트워킹 프로토콜을 만들려는 미 국방부의 노력 외에도 다른 여러 그룹과 회사도 참여했습니다. 각 그룹은 새로운 패킷 스위칭 분야에서 자체 프로토콜을 개발하고있었습니다. IBM과 전화 회사는 자체 표준을 개발하고있었습니다. 프랑스에서는 연구원들이 Cyclades라는 자체 네트워킹 프로젝트를 진행하고있었습니다.

OSI 모델에 대한 작업은 1970 년대 후반에 시작되었으며 주로 IBM, NCR, Burroughs, Honeywell (및 기타)과 같은 대기업의 영향력과 독점 프로토콜 및 하드웨어에 대한 반응으로 시작되었습니다. 그 뒤에 아이디어는 다른 제조업체들 사이에 상호 운용성을 제공하는 개방형 표준을 만드는 것이 었습니다. 그러나 ISO 모델의 범위는 국제적 이었기 때문에 경쟁하는 정치적, 문화적, 기술적 이익이 많았습니다. 표준을 합의하고 발표하는 데 6 년이 걸렸습니다.

한편, TCP / IP 모델도 개발되었습니다. 간단하고 구현하기 쉬웠으며 가장 중요한 것은 무료였습니다. 소프트웨어를 작성하려면 OSI 표준 스펙을 구매해야했습니다. 모든 관심과 개발 노력은 TCP / IP에 끌 렸습니다. 결과적으로 OSI 모델은 프로토콜 집합으로 구현되지 않았으며 TCP / IP가 인터넷의 표준이되었습니다.

요점은 오늘날 사용중인 모든 프로토콜 인 TCP / IP 제품군입니다. RIP, OSPF 및 BGP와 같은 라우팅 프로토콜; Windows SMB 및 Unix RPC와 같은 호스트 OS 프로토콜은 OSI 모델을 염두에두고 개발되지 않았습니다. 그들은 때때로 그것과 비슷하지만 OSI 표준은 개발 과정에서 결코 따르지 않았습니다. 따라서 이러한 프로토콜을 OSI에 맞추는 것은 어리석은 일입니다. 그들은 정확히 맞지 않습니다.

그렇다고 모델에 가치가 없다는 의미는 아닙니다. 일반적인 개념을 이해할 수 있도록 공부하는 것이 좋습니다. OSI 계층의 개념은 네트워크 용어로 짜여져 있기 때문에 일상적인 네트워킹 연설에서 계층 1, 2 및 3에 대해 이야기합니다. 레이어 1, 2 및 3의 정의는 약간 쪼그리고 앉으면 상당히 잘 합의됩니다. 그 이유만으로도 알아볼 가치가 있습니다.

OSI (또는 기타) 모델에 대해 이해해야 할 가장 중요한 사항은 다음과 같습니다.

  • 프로토콜을 계층으로 나눌 수 있습니다
  • 레이어는 캡슐화를 제공합니다
  • 레이어는 추상화를 제공합니다
  • 레이어는 다른 함수와 기능을 분리합니다

프로토콜을 계층으로 나누면 서로 다른 측면에 대해 개별적으로 이야기 할 수 있습니다. 프로토콜 이해 및 문제 해결이 쉬워집니다. 특정 기능을 쉽게 분리하고 다른 프로토콜과 유사한 기능으로 그룹화 할 수 있습니다.

각각의 "기능"(확대 적으로 말하면)은 그 위에있는 계층을 캡슐화합니다. 네트워크 계층은 그 위의 계층을 캡슐화합니다. 데이터 링크 계층은 네트워크 계층 등을 캡슐화합니다.

레이어는 그 아래 레이어를 추상화합니다. 웹 브라우저는 TCP / IP를 사용하는지 또는 네트워크 계층에서 다른 것을 사용 중인지 알 필요가 없습니다. 브라우저에게 하위 계층은 단지 데이터 스트림을 제공합니다. 해당 스트림이 표시되는 방식은 브라우저에서 숨겨집니다. 이더넷, 케이블 모뎀, T1 회선 또는 위성을 사용중인 경우 TCP / IP는 알지 못합니다. 패킷 만 처리합니다. 이 모든 것을 처리해야하는 응용 프로그램을 설계하는 것이 얼마나 어려운지 상상해보십시오. 계층은 하위 계층을 추상화하므로 소프트웨어 설계 및 운영이 훨씬 간단 해집니다.

디커플링 : 이론적으로는 동일한 계층에서 특정 기술을 다른 기술로 대체 할 수 있습니다. 레이어가 위의 레이어와 아래의 레이어와 동일한 방식으로 통신하는 한, 어떻게 구현되는지는 중요하지 않습니다. 예를 들어, 잘 알려진 계층 3 프로토콜 인 IP 버전 4를 제거하고이를 IP 버전 6으로 바꿀 수 있습니다. 다른 모든 항목은 정확히 동일하게 작동해야합니다. 브라우저 나 케이블 모뎀에는 아무런 차이가 없습니다.

TCP / IP 모델은 TCP / IP 프로토콜 제품군이 기반한 것입니다 (서프라이즈!). 여기에는 4 개의 계층 만 있으며 전송 위의 모든 항목은 "응용 프로그램"입니다. 이해하기가 간단하고 "이 세션 계층 또는 프레젠테이션 계층입니까?"와 같은 끝없는 질문을 방지합니다. 터널링 프로토콜 (GRE, MPLS, IPSec 등)과 같이 잘 맞지 않습니다.

궁극적으로, 모델은 주소, 패킷 및 비트와 같은 보이지 않는 추상 아이디어를 표현하는 방법입니다. 이를 염두에두면 OSI 또는 TCP / IP 모델이 네트워킹을 이해하는 데 유용 할 수 있습니다.


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TCP / IP 모델이 비용에 더 잘 맞을 때 왜 OSI 모델을 참조하는지 항상 궁금했습니다.
Ryan Foley

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@RyanFoley, 많은 경우에 해당됩니다. 그러나 문제 해결 (특히 교육)과 관련하여 각각의 문제를 해결하기 위해 별도의 물리적 및 데이터 계층을 갖는 것이 좋습니다. 예를 들어, 작동 / 작동중인 인터페이스, 작동 / 작동 중지 된 인터페이스 및 작동 중지 / 작동 중지 된 인터페이스 간의 Cisco 장치 차이점을 아는 것이 좋습니다.
YLearn

"예를 들어, 우리는 잘 알려진 계층 3 프로토콜 인 IP 버전 4를 제거하고이를 IP 버전 6으로 대체 할 수 있습니다. 다른 모든 것들은 정확히 동일하게 작동해야합니다. 브라우저 나 케이블 모뎀에는 아무런 차이가 없습니다. " 불행하게도 않는 추상적 개념이 새는 때문에 차이를 확인하십시오. 응용 프로그램 및 전송 프로토콜은 인터넷 프로토콜이 사용하는 주소 지정에 대해 알아야합니다.
피터 그린

그렇기 때문에 모델은 모델 일뿐입니다.
Ron Trunk

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joelonsoftware.com/2002/11/11/the-law-of-leaky-abstractions 우리는 근본적인 것의 추악한 세부 사항을 숨기도록 추상화를 작성하지만 근본적인 것의 일부 세부 사항은 누출되어 문제를 유발합니다. 스택 맨 위로 바로 누출되는 것은 주소 지정 시스템입니다.
피터 그린

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여기에 약간의 혼란이 있습니다. 함수가 레이어에 맞지 않는다고해서 그렇지 않다는 의미는 아닙니다. OSI는 유연하며 실제 구현이 모델에 매핑되는 객체 및 하위 계층을 허용합니다. 레이어 기능 중 일부는 다른 레이어에서도 복제 될 수 있습니다. 또한 응용 프로그램 계층에서 처리를 수행 할 필요는 없습니다. 마지막으로, OSI는 모델 이상이었으며 일부 제조업체에서 전체적으로 구현했습니다. 나는 DEC 프로젝트에서 일했다. 실용성은 오늘날 OSI의 특정 부분 만 사용됨을 의미했습니다.


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모든 IGP (Interior Gateway Protocols) 라우팅 프로토콜은 계층 3에서 작동합니다. 외부 BGP는 계층 4에서 작동하지만 내부 B는 계층 3에서 작동합니다.

물리 계층-랩톱, 휴대 전화, 데스크탑과 같은 하드웨어 네트워크 장치를 다룹니다. 계층 1은 충돌 도메인 인 계층 1 PDU (프로토콜 데이터 단위는 비트 임)로 알려져 있습니다.

데이터 / 링크 계층-이 계층은 계층 2 스위치, 브로드 캐스트 도메인, VLANS, STP, VTP와 관련이 있습니다. 이 계층의 프로토콜 데이터 단위를 프레임이라고합니다.

네트워크 계층-라우팅이 발생하면 대부분의 라우팅 프로토콜이이 계층에서 작동합니다. 이것은 VLAN이 통신하는 IP 계층이라고도합니다. 이 계층의 PDU를 패킷이라고합니다.

전송 계층-전송 계층은 TCP 및 UDP 포트를 처리하며 계층 3의 패킷이 대상 포트로 전송됩니다. TCP는 연결 지향 프로토콜 인 반면 UDP는 비 연결 지향 프로토콜 (보증되지 않은 데이터 전달)임을 기억해야합니다. 이 계층의 PDU는 데이터 그램입니다.

세션 계층-세션 계층은 패킷이 계층 3에서 캡슐화되지 않도록 캡슐화되는 위치입니다.이 계층은 소프트웨어 기반 응용 프로그램을 작성하여->로 변환 할 수있는 여러 서버 측 프로그래밍 언어를 처리합니다.

프리젠 테이션 계층-이 계층은 웹 브라우저에 표시되는 클라이언트 측 코드에 관한 것입니다. 또는 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 소스를 볼 때 주로 HTM / CSS / 자바 스크립트 코드를 사용하여->

응용 프로그램 계층-GUI (그래픽 사용자 인터페이스)에서 HTML / CSS 코드를 계층 6에서이 계층으로 변환합니다. 웹 브라우저에 표시되는 것은 프론트 엔드 GUI입니다. 계층 5,6,7 PDU를 메시지라고합니다.

이 모든 OSI 관련 질문에 대한 답변을 바랍니다.

IS-IS는 어떤 OSI 계층에서 작동합니까? -계층 3
HTML은 프리젠 테이션 또는 애플리케이션 프로토콜입니까? -프리젠 테이션
VPN 터널이 레이어 2 또는 3입니까? -> L2TP는 계층 2입니다.-> VPN 터널은 일반적으로 IPSEC와 같은 계층 3에서 작동합니다.


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이것은 OP에 응답하지 않습니다. 그는 각 계층이 무엇을했는지 묻지 않았고, 기본 개념에 대해 어떤 사람이 이해해야하는지 물었습니다.
Ryan Foley

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유익한 정보는 있지만 문제 / 솔루션 사이트입니다. 질문이 "OSI 모델의 다른 계층은 무엇이며 각각의 기능은 무엇입니까?" . 문제는 OSI 모델이 아닌 OSI 모델을 뒷받침하는 기본 사항에 관한 것입니다. 이 특정 질문에 대한 통찰력은 있지만 나쁜 대답입니다.
Ryan Foley

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크리스, 나는 당신의 대답에 감사하며, 당신은 대부분 맞습니다. 그러나 ISIS는 IP를 기반으로 실행되므로 계층 4가됩니까? BGP는 어때? TCP 위에서 실행됩니다. 레이어 5입니까? 내 요점은 프로토콜을 레이어에 넣을 수는 있지만 실제로는 적합하지 않다는 것입니다. OSI 프레젠테이션 계층 사양을 살펴보면 HTML이 그다지 적합하지 않다고 생각합니다. OSI조차도 레이어 2가 너무 넓어서 두 개의 하위 레이어로 나눠야한다는 것을 인정했습니다.
Ron Trunk

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OSI 모델은 단지 이론적 인 모델입니다. <name here> 라우팅 프로토콜이 (L2 | L3) 패킷을 사용하더라도 응용 프로그램이기 때문에 L7의 일부이기도하며 라우팅 테이블과 그 사이에 동일한 레이어를 계산해야합니다. 모든 것이 흑백은 아닙니다.
mulaz

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@Ron, ISIS는 기본 IP 프로토콜이 아닙니다. OSPF는 (그냥 더 혼란을 추가합니다. :-))
존 젠슨에게

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HTTP (HTML이 아님)에는 프리젠 테이션 및 애플리케이션 계층이 모두 있습니다. VPN 터널은 기존 스택에 오버레이 계층을 추가합니다. 계층 2 또는 계층 3은 종류에 따라 다를 수 있습니다. 그런 다음 패킷에서이 추가 된 레이어를 두 번 볼 수 있습니다.


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원하는대로 레이블을 지정할 수는 있지만 HTTP는 OSI 모델과 관계없이 개발되었으며 사양에 맞지 않습니다. VPN에 대해서도 마찬가지입니다. OSI 표준은 결코 예상하지 못했습니다. 그들이 말하는 것처럼 모든 유사점은 완전히 우연입니다.
Ron Trunk

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실제로 OSI 모델에서 제공되는 몇 가지 중 하나는 X.509 인증서와 X.500에서 오는 LDAP의 큰 덩어리입니다. 다른 것은 메시징을위한 X.400이며, MS Exchange는 5.5 이상이었으며 이후 버전에 포함되어 있는지 확실하지 않습니다.

따라서 OSI는 모델이며 네트워크 도메인에서 TCP / IP와의 경쟁을 잃어 버렸으며 이것이 왜 여전히 학생들에게 가르쳐 지는지 이해하지 못합니다. 이 모델에 MPLS와 같은 것을 넣는 것은 의미가 없습니다.

더 깊이 파고 들어가면 ASN.1 및 BER과 같은 끔찍한 것들을 표준을 시행하려는 대규모 조직의 고통으로 이어질 것입니다.

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