OSI 참조 모델과 7계층 구조

1. OSI 참조 모델의 개요

프로토콜은 통신을 위한 규칙과 약속의 집합이다. 컴퓨터 네트워크가 발전하면서 각 회사마다 독자적인 프로토콜을 사용해 이기종 시스템 간 호환이 어려웠다. 이를 해결하기 위해 국제표준화기구(ISO)는 1984년 OSI(Open System Interconnection) 참조 모델을 제정했다.

OSI 모델은 통신 과정을 7개의 계층으로 나누어 각 계층이 독립적으로 역할을 수행하고, 계층 간 상호작용을 통해 전체 통신이 이루어지도록 설계했다. 실제로 인터넷에서는 TCP/IP 프로토콜이 사용되지만, 네트워크 이론의 기본 개념은 OSI 7계층 구조를 바탕으로 설명한다.

2. OSI 7계층 구조와 계층별 역할

계층 영문명 주요 역할 데이터 단위
7 Application 사용자 인터페이스, 응용 서비스 제공 Message
6 Presentation 데이터 표현, 변환, 압축, 암호화 Message
5 Session 세션 관리, 동기점, 대화 제어 Message
4 Transport 종단 간 신뢰성, 흐름/오류 제어, 분할/재조립 Segment
3 Network 경로 설정, 논리 주소(IP), 라우팅 Packet
2 Data Link 프레임화, MAC 주소, 오류/흐름/접속 제어 Frame
1 Physical 물리적 전송, 신호 변환, 전기/광/무선 매체 Bit

계층별 주요 특징과 장비

  • 1계층 (Physical): 비트 전송, 전기적/기계적 규격, 리피터·허브·케이블·커넥터 등
  • 2계층 (Data Link): 프레임 단위, MAC 주소, 오류/흐름/접속 제어, 스위치·브리지
  • 3계층 (Network): 패킷 단위, IP 주소, 라우팅, 라우터
  • 4계층 (Transport): 세그먼트 단위, 포트 주소, 신뢰성, TCP/UDP
  • 5계층 (Session): 세션 관리, 동기점, 대화 제어
  • 6계층 (Presentation): 데이터 변환, 압축, 암호화, 인코딩/디코딩
  • 7계층 (Application): 사용자 인터페이스, 이메일/웹/파일전송 등

3. OSI 계층 구조의 장점과 캡슐화

OSI 모델은 계층별로 기능을 분리해 각 계층이 독립적으로 설계·수정될 수 있도록 한다. 하나의 계층만 변경해도 전체 시스템에 영향을 주지 않아 모듈화와 표준화에 유리하다.

데이터는 상위 계층에서 하위 계층으로 내려가면서 각 계층의 헤더(제어 정보)가 추가되고, 수신 측에서는 반대로 계층별로 헤더를 제거한다. 이를 캡슐화(Encapsulation)와 역캡슐화(Decapsulation)라 한다.

4. 계층별 데이터 단위(PDU) 정리

  • 1계층(Physical): Bit
  • 2계층(Data Link): Frame
  • 3계층(Network): Packet
  • 4계층(Transport): Segment
  • 5~7계층(Session~Application): Message

5. OSI 7계층의 실제 적용 예시

- 1계층: 케이블, 리피터, 허브, USB, RS-232C 등
- 2계층: 스위치, 브리지, MAC 주소, HDLC, PPP, LLC, MAC
- 3계층: 라우터, IP 주소, 라우팅, ICMP
- 4계층: TCP, UDP, 포트 번호
- 5~7계층: HTTP, FTP, SMTP, POP3, Telnet, JPEG, MPEG, 암호화, 압축 등

6. OSI 7계층 암기 TIP

OSI 7계층은 아래 순서로 외운다.
Physical → Data Link → Network → Transport → Session → Presentation → Application
(물리 → 데이터링크 → 네트워크 → 전송 → 세션 → 표현 → 응용)

정리

OSI 참조 모델의 개념과 7계층 구조의 필요성, 각 계층별 주요 기능과 역할을 살펴보았다.
OSI 모델은 네트워크 통신을 논리적으로 분리하여 설계와 표준화, 호환성을 높이는 데 큰 역할을 한다.
각 계층은 자신의 역할에 집중하고, 계층 간 상호작용을 통해 전체 통신이 이루어진다.
실제 네트워크에서는 TCP/IP가 주로 사용되지만, OSI 7계층 모델은 네트워크 이론의 기본이자 모든 네트워크 학습의 출발점이다.
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컴퓨터 시스템의 기본 구조와 구성요소

1. 컴퓨터 시스템이란?

  • 컴퓨터 시스템은 하드웨어(Hardware)와 소프트웨어(Software)로 구성된 정보 처리 장치이다.
  • 하드웨어는 물리적 장치, 소프트웨어는 하드웨어를 동작시키는 프로그램을 의미한다.
  • 컴퓨터는 입력-처리-출력-저장-제어의 다섯 가지 기본 기능을 수행한다.

2. 컴퓨터 시스템의 기본 구성

구성요소 설명 주요 예시
입력장치 사용자나 외부로부터 데이터를 입력받는 장치 키보드, 마우스, 스캐너, 터치패드
중앙처리장치(CPU) 입력된 데이터를 처리하고 제어하는 장치 연산장치(ALU), 제어장치(CU), 레지스터
기억장치 데이터와 프로그램을 저장하는 장치 RAM, ROM, HDD, SSD, USB, CD/DVD
출력장치 처리 결과를 사용자나 외부로 전달하는 장치 모니터, 프린터, 스피커
  • 컴퓨터는 입력장치로 데이터를 받아 CPU에서 처리하고, 기억장치에 저장하거나 출력장치로 결과를 전달한다.

3. 하드웨어와 소프트웨어

구분 설명 예시
하드웨어 물리적으로 만질 수 있는 장치 CPU, 메모리, 저장장치, 입출력장치
소프트웨어 하드웨어를 동작시키는 프로그램 및 데이터 운영체제, 응용프로그램, 드라이버
  • 시스템 소프트웨어: 하드웨어 관리 및 시스템 운영(운영체제, 컴파일러 등)
  • 응용 소프트웨어: 사용자의 목적을 위한 프로그램(워드, 엑셀, 웹브라우저 등)

4. 중앙처리장치(CPU)의 구조와 역할

  • 연산장치(ALU): 산술 및 논리 연산을 수행한다.
  • 제어장치(CU): 명령어 해석과 전체 동작을 제어한다.
  • 레지스터: CPU 내부의 임시 기억장소로 연산 속도 향상에 기여한다.

5. 기억장치의 분류

구분 특징 예시
주기억장치(Main Memory) CPU가 직접 접근, 휘발성 RAM, DRAM, SRAM
보조기억장치(Secondary Memory) 대용량, 비휘발성, 속도 느림 HDD, SSD, USB, CD/DVD
캐시 메모리(Cache) CPU와 메인메모리 사이, 속도↑ L1, L2, L3 캐시

6. 시스템 버스(System Bus)

버스 종류 역할
주소버스(Address Bus) 메모리/장치의 주소 지정
데이터버스(Data Bus) 데이터 전송
제어버스(Control Bus) 제어 신호 전달(읽기/쓰기/인터럽트 등)

7. 컴퓨터 시스템의 동작 흐름

  1. 입력장치로 데이터 입력
  2. 주기억장치에 데이터 저장
  3. CPU가 명령어를 해석하고 연산 수행
  4. 결과를 기억장치에 저장하거나 출력장치로 전달
  5. 전체 동작은 제어장치가 관리한다.

8. 컴퓨터 시스템의 발전과 특징

  • 컴퓨터는 릴레이 → 진공관 → 트랜지스터 → 집적회로(IC) 순으로 발전해왔다.
  • 성능은 지속적으로 향상되고, 크기와 가격은 감소했다.
  • 현대 컴퓨터는 네트워크, 가상화, 병렬처리 등 다양한 기술이 융합되어 있다.

9. 정리

컴퓨터 시스템은 하드웨어와 소프트웨어가 유기적으로 결합되어 정보를 입력, 처리, 저장, 출력, 제어하는 역할을 수행한다.
각 구성요소의 역할과 동작 원리를 정확히 이해하는 것이 컴퓨터의 기본이다.
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1. 통신이란 무엇인가?


1-1. 용어와 어원
• 통신(Communication)
• 한자: ‘통할 통(通)’, ‘믿을 신(信)’ → ‘믿음을 통한다’
• 영어: Communication (com = together, 함께)
• 의미: 사람과 사람 사이의 의사소통, 뜻을 주고받음


1-2. IT에서의 통신
• Telecommunication:
• Tele(멀리) + Communication(소통)
• 멀리 떨어진 사람과의 의사소통(원격통신)
• 우리말로는 ‘전기통신’ (전기를 매체로 사용하기 때문)


2. 통신의 역사와 발전
2-1. 전기통신 이전
• 원시적 통신: 소리, 표정, 제스처, 그림 등
• 언어의 발명: 말(언어)로 효율적 의사소통 가능
• 문자의 발명: 정보 저장 가능, 시간적 제약 극복

정보통신과 데이터통신의 개요

 

1. 통신이란 무엇인가?

통신(Communication)은 한자 ‘통할 통(通)’과 ‘믿을 신(信)’에서 유래하여, ‘믿음을 통한다’는 의미를 가진다.
영어 Communication은 com = together(함께)라는 뜻에서, 사람과 사람 사이의 의사소통, 뜻을 주고받는 행위를 의미한다.

IT에서의 통신은 주로 Telecommunication(원격통신, 전기통신)을 뜻하며, 멀리 떨어진 사람과의 의사소통을 의미한다.
오늘날 대부분의 통신은 전기를 매체로 사용하므로 ‘전기통신’이라고도 부른다.
 

2. 통신의 역사와 발전

전기통신 이전:
- 소리, 표정, 제스처, 그림 등으로 의사소통
- 언어의 발명: 말로 효율적 의사소통
- 문자의 발명: 정보 저장, 시간적 제약 극복
- 운송수단: 편지, 비둘기, 역마, 기차, 자동차 등
전기통신의 등장:
연도 기술/발명 설명
1844 전신(telegraph) 모스 부호(Morse Code)로 정보 전달
1876 전화(telephone) 음성 실시간 송수신
1897 무선전신 전파로 정보 전달

3. 데이터통신의 개념과 발전

데이터통신은 컴퓨터와 컴퓨터, 컴퓨터와 단말기 등 기계 간의 정보 교환을 의미한다.
기존 전기통신(전화 등)이 실시간, 상호작용 중심이라면, 데이터통신은 비실시간, 축적통신의 성격이 강하다.

컴퓨터의 발전:
세대 주요소자 특징 및 시기
1세대 진공관 1940~1950년대
2세대 트랜지스터 1960년대
3세대 집적회로(IC) 1970년대
4세대 초고집적회로(VLSI) 1980년대~현재
5세대 AI, 전문가 시스템 연구/개발 단계

4. 데이터통신 시스템의 기본 구성

구성요소 설명
송신자(Sender) 데이터를 보내는 장치(컴퓨터 등)
수신자(Receiver) 데이터를 받는 장치(서버 등)
메시지(Message) 송신자가 전달하는 정보
전송매체(Medium) 데이터를 전달하는 통로(유선/무선)
프로토콜(Protocol) 통신을 위한 규칙과 약속

5. 네트워크의 정의 및 분류

네트워크란 여러 노드(컴퓨터, 프린터 등)와 링크(통신 채널)로 구성된 데이터 교환 시스템이다.

네트워크 분류:
  • 거리: LAN, MAN, WAN
  • 전송 매체: 유선, 무선
  • 신호 형태: 아날로그, 디지털
  • 정보 표현: 음성, 데이터, 영상

6. 프로토콜(Protocol)이란?

프로토콜은 데이터 통신에서 송수신 측이 정보를 신뢰성 있고 효율적이며 안전하게 주고받기 위해 정한 약속과 규칙이다.
주요 요소: 구문(Syntax), 의미(Semantics), 타이밍(Timing)

7. 정보통신의 현대적 의미와 미래

정보통신은 전기통신과 데이터통신이 결합된 개념으로, 정보의 표현, 저장, 전달, 처리 기술의 총합이다.
대표적 예시: 인터넷 (전화망, 방송망, 컴퓨터망의 융합)

미래 전망:
  • 오감통신: 시각, 청각, 후각, 미각, 촉각까지 통합
  • 가상공간(Cyberspace): 실제 만남에 가까운 원격 의사소통 실현
  • 우주통신: 전파 속도의 한계, 미래에는 새로운 매체(텔레파시 등) 필요성

8. 정보통신과 데이터통신 비교

구분 정보통신 데이터통신
대상 사람-사람, 사람-기계 컴퓨터-컴퓨터, 기계-기계
매체 언어, 문자, 소리 등 디지털 신호, 코드 등
특징 실시간, 상호작용 비실시간, 축적통신

9. 정보통신 발전사 타임라인

  • 1844: 전신(telegraph)
  • 1876: 전화(telephone)
  • 1946: ENIAC(최초 전자식 컴퓨터)
  • 1958: SAGE(최초 데이터통신 시스템)
  • 1969: ARPANET(인터넷 시초)
  • 1970: ALOHA(무선 패킷망)
  • 1977: Apple II(최초 PC)
  • 1981: IBM PC-XT
  • 2007: iPhone(스마트폰 대중화)
정리하며
정보통신은 인간의 의사소통에서 시작해 전기통신, 데이터통신, 네트워크, 인터넷, 스마트폰 등으로 발전해왔다.
정보의 표현, 저장, 전달, 처리가 모두 융합된 것이 현재의 정보통신이다.
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