프로토콜을 이용한 정보 전달 ― OSI 7계층 모델의 단계를 중심으로(2011, 고3, 4월)

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프로토콜이란 통신 상황에서 송신자의 정보를 정확하고 안정적으로 수신자에게 전송하기 위해 국제적으로 표준화한 약속을 의미한다. 이러한 프로토콜이 실제 통신 상황에서 적용되기 위해서는 표준화된 논리적 구조가 필요한데, 그 중 가장 대표적인 것이 통신 기능을 일곱 단계로 분할한 OSI 7계층 모델이다. 이때 송신자가 보내고자 하는 정보는 송신의 7단계부터 1단계까지의 과정을 거치며 발송되고 수신의 1단계부터 7단계까지의 과정을 통해 수신자에게 전달된다.

이 모델의 7단계에서 5단계까지는 정보가 소프트웨어적인 측면에서 다루어지고 있다는 공통점이 있는데, 이를 상위 계층이라고 한다. 최상위 단계인 7단계를 응용 계층이라고 하는데, 송신자나 소프트웨어가 네트워크에 접근하는 단계이다. 예를 들면 송신자가 사이트에 접속하여 로그-인하는 것 등이 이 단계에 해당된다. 6단계인 표현 계층은 보내고자 하는 정보를 다른 컴퓨터와의 호환이 가능하도록 문자열, 숫자 등의 컴퓨터 표준 형식으로 변환하는 단계이다. 또한 송신 과정에서 정보를 압축하고 수신 과정에서 압축을 푸는 단계이기도 한다. 5단계인 세션 계층은 보내려는 정보에 검사점을 추가하여 오류 발생 시 재전송하기 위한 일종의 기준점을 제시하는 단계이다.

이와는 달리 4단계에서 1단계까지를 하위 계층이라고 하는데, 정보가 전달될 수 있도록 물리적인 측면에서 기능한다는 공통점이 있다. 이 중 4단계인 전송 계층은 정보를 ‘프레임(frame)’이라는 단위로 분할한 후 각 프레임에 수신자의 인터넷 주소를 입력하여 정보가 정확하게 전달되도록 하는 기능을 한다. 또한 3단계인 네트워크 링크 계층에서는 보내고자 하는 정보를 수신자에게 가장 빠르고 안전하게 전송하기 위한 최적의 경로를 설정해주는 기능을 한다. 경로가 설정되면 2단계인 데이터 링크 계층에서는 프레임 단위로 변환된 정보를 물리적으로 전송이 가능한 2진수 0과 1로 표시되는 비트(bit)로 변환하여 이를 물리 계층으로 보낸다. 마지막으로 물리 계층은 정보를 보내기 위한 케이블의 종류나 전기 신호 등의 기계적 조건을 점검하여 이상이 없으면 케이블을 통해 정보를 발송한다.

이러한 정보의 송·수신 과정에서 케이블로 연결되어 있는 물리계층을 제외하면 송신의 n계층과 수신의 n계층이 직접 연결되어 있지 않다. 하지만 정보를 정확히 전달하기 위해 송신과 수신의 n계층끼리는 해당 계층의 프로토콜을 중심으로 기능상 상호 작용해야 하므로 송신의 n계층마다 해당 계층의 프로토콜을 정보에 덧붙여 보내야 한다. 이처럼 각 계층에서 추가된 프로토콜들은 수신자의 해당 계층에서 해석된 후, 즉시 삭제되고 수신자의 7단계에서는 받고자 하는 정보만이 남게 된다.

딸림문항에서 'OSI 7계층 모델을 간략히 도식화한 것'이라며 제시한 자료.

― 김병철 외, 「TCP/IP 프로토콜」