05 1 통신프로토콜과표준화-최근표준화협력방향

통신프로토콜과 표준화, 최근 표준화 협력방향
통신프로토콜과 표준화의 개요
대표 통신 프로토콜
통신 프로토콜의 구조
프로토콜의 기능과 구성요소
표준화와 표준화 기구
공식.사실 표준화, 세계표준협력회의

KISSSTUDY@HOTMAIL.COM
LeeYoungSun

통신 프로토콜과 표준화의개요
통신프로토콜의 개념
통신프로토콜의 발전과 표준화 배경

LeeYoungSun

통신프로토콜 개념
• 통신을 원하는 서로 다른 시스템에 존재하는두기기들 간에 무엇
을 어떻게 언제 통신할 것인가에 대해서로약속한 운영규범(혹은
절차)
• 통신을 원하는 두 개체 간에 무엇을, 어떻게, 언제 통신할 것인지
를 서로 약속한 규정
• 즉, 컴퓨터와 단말기, 또는 컴퓨터 간에 정보 교환을 하기 위하여
사전 에 약속된 통신 규약
• 여러 계층으로 나눠진 네트워크 구조에서 동일 계층에서 사용하는
표준화된 통신 규약으로, 네트워크 기능을 효율적으로 발휘하기 위
한 협정

KISSSTUDY@HOTMAIL.COM LeeYoungSun 3

통신프로토콜의 기본요소
• 구문(Syntax) : 데이터의 형식, 부호화, 신호 크기를 규정
• 의미(Semantics) : 오류 관리를 위한 제어 정보 규정
• 타이밍(Timing|순서) : 접속되는 실체간의 통신속도의 조정과 순
서제어 등을 규정하는 것


통신프로토콜의 종류
• 문자(Charter) 방식 : 일정한 전송제어 문자를 사용해 정보 메시
지의 처음과 끝을 나타내어 전송하는 방식
• 바이트(Byte) 방식 : 메시지의 처음과 끝을 나타내는 특수문
자, 문자의 개수, 제어정보와 블록 정보를 포함시켜 전송하는 방
식
• 비트(Bit) 방식 : 특정 플래그 비트를 정보의 처음과 끝에 포함 시
켜 비트 전체를 구성하여 전송


통신프로토콜의 기능(1)
• 흐름제어(Flow Control)
– 통신망 내의 원활한 흐름을 위해 송 · 수신 측 사이에 전송되는 패킷의 양이나
속도를 규제하는 기능
– 송신 측과 수신 측 간의 처리속도 또는 버퍼 크기의 차이에 의해 생길 수 있는
수신 측 버퍼의 오버플로(Overflow)를 방지하기 위한 기능을 말함
– 정지-대기(Stop-and-Wait) : 수신 측의 확인 신호(ACK)를 받은 후에 다음 패킷
을 전송하는 방식, 한번의 하나의 패킷만을 전송시킬 수 있음
– 슬라이딩 윈도우(Sliding Window) : 수신 측으로부터 확인신호를 받지 않더라
도 미리 정해진 패킷의 수만큼 연속적으로 전송할 수 있는 방식, 한번에 여러
패킷을 전송할 수 있음
• 에러제어
– 전송 중에 발생하는 오류를 검출하여 정정하여 데이터 또는 제어 정보의 파손
에 대비하는 기능-ARQ
• 동기화
– 송·수신 측이 같은 상태를 유지하도록 타이밍을 맞추는 기능 –동기.비동기
• 순서제어(Sequencing)
– 전송되는 데이터 블록(PDU)에 전송 순서를부여하는 기능으로 연결 위주의 데
이터 전송방식에만 사용됨
• 주소지정(Addressing)
– 데이터가 목적지까지 정확하게 전송될 수 있도록 목적지 이름, 주소, 경로를
부여하는 기능


통신프로토콜의 기능(2)
• 다중화(Multiplexing)
– 한 개의 통신 회선을 여러 가입자들이 동시에 사용하도록 하는 기능
• 경로제어(Routing)
– 송·수신 측 간의 송신 경로 중에서 최적의 패킷 교환경로를 설정하는 기능
• 단편화와 재결합
– 단편화 : 송신 측에서 전송할 데이터를 전송에 알맞은 일정 크기의 작은 블록
으로 자르는 작업
– 재결합: 수신 측에 단편화된 블록을 원래의 데이터로 모으는 것
– 데이터를 단편화해 전송할 경우 전송시간과 통신 상의 오류를 제어할 수 있음
• 캡슐화
– 단편화된 데이터에 송·수신지 주소, 오류 검출 코드, 프로토콜 기능을 구현하
기 위한 프로토콜 제어 정보 등의 정보를 부가하는 것
• 전송서비스
– 전송하려는 데이터가 사용하도록 하는 별도의부가 서비스
– 우선 순위 : 메시지에 우선 순위를 부여해우선 순위가 높은 메시지가 먼저 도
착 하도록 함
– 서비스 등급 : 데이터에 따라 서비스등급을 부여하여 서비스
– 보안성 : 액세스 제한과 같은 보안체제를 구현


대표 통신 프로토콜
IOS 7계층 프로토콜과 참조모델
1계층 물리 계층(Physical Layer)
2계층 데이터 링크 계층(Data Link Layer)
3계층 네트워크 계층(Network Layer)
4계층 전송 계층(Transport Layer)
5계층 세션 계층(Session Layer)
6계층 표현 계층(Presentation Layer)
7계층을 응용 계층(Application Layer)

LeeYoungSun

OSI(Open System Interconnection)의정의
• 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제 표준화 기구)에
서 제안한 통신규약
• 개방형 시스템(Open System) 간의 데이터 통신시 필요한 장비
및 처리 방법 등을 7단계로 표준화하여 규정함
• OSI 7 계층
– 하위계층 : 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층
– 상위계층 : 전송 계층, 세션계층, 표현 계층, 응용 계층


OSI 참조모델의 목적
• 시스템 상호간의 접속을 위한 개념을 규정
• OSI 규격을 개발하기 위한 범위를 정함
• 관련규격의 적합성을 조정하기 위한 공동적인 기반을 제공


OSI 참조모델의 기본원칙
• 적절한 수의 계층을 두어 시스템의 복잡도를 최소화
• 서비스 접점의 경계를 두어 되도록 적은 상호작용이 되도록 함
• 인접한 상·하위 계층 간에는 인터페이스를 둠
• 프로세스나 기술적인 면에서 명백히 다른 기능을 처리하도록 계
층을 분리
• 비슷한 기능은 하나의 계층으로 모음
• 한 계층을 수정할 때 다른 계층에 영향을 주지 않도록 함
• 모듈화에 의한 전체설계가 쉽다.
• 이기종 간의 호환성 유지가 쉽다.


OSI 참조모델에서의 데이터 단위
• 프로토콜 데이터 단위 : 동일 계층 간에 교환되는 정보의 단위
• 서비스 데이터 단위 : 서비스 접근 점을 통해 상·하위 계층끼리
주고 받는 정보의 단위


OSI 7계층 프로토콜의 구성
• OSI 7계층 프로토콜은 각기 다른 계층 7개로 구성
• 1계층을 물리 계층(Physical Layer), 2계층을 데이터 링크 계층
(Data Link Layer), 3계층을 네트워크 계층(Network Layer), 4계
층을 전송 계층(Transport Layer), 5계층을 세션 계층(Session
Layer), 6계층을 표현 계층(Presentation Layer), 7계층을 응용 계
층(Application Layer)이라고 함
• 1~4계층인 하위 계층은 전달 기능, 5~7계층은 상위 계층으로 통
신 기능


OSI 7계층 상호간의 데이터 전달 원리와 캡슐화
• 송신 측에서는 최상위 계층(7계층 : 응용 계층)에서 발생한 데이터를 하위 계
층으로 차례로 전달
• 이때, 처음의 데이터에 각 계층에서 전달받은 헤더(Header) 정보를 추가하여
전달
• 한 단계 낮은 계층에서는 한 단계 높은 계층에서 전달받은 데이터(헤더1+데이
터)를 데이터 하나로 취급하여 앞에 새로운 헤더를 추가해(헤더 2+헤더 1+데
이터) 한 단계 낮은 계층으로 전달
• 마지막으로 최하위 계층(1계층 : 물리 계층)에 도달
• 송신 측에 있는 최하위 계층의 데이터는 원래 데이터에 헤더를 여러 개 씌운
형태인데, 원래 데이터에 헤더를 씌우는 과정을 캡슐화(Encapsulation)
• 송신 측 최하위 계층에서는 이 데이터를 전기 신호로 변환한 후 전송매체를 이
용하여 중계기(또는 교환기)를 거쳐 수신 측의 1계층(물리 계층)으로 전송
• 수신 측의 1계층에 있는 데이터도 헤더를 여러 개 씌운 형태인데, 각 계층의 헤
더에 해당되는 부분을 벗긴 후 최상위 계층으로 전달
• 수신 측에서 각 계층의 헤더를 벗기는 과정을 캡슐해제(Decapsulation)
• 캡슐화와 캡슐해제 과정을 거쳐 송신 측의 최상위 계층에서 보낸 원래의 데이
터(헤더가 없는 데이터)를 수신 측의 최상위 계층(7계층 : 응용 계층)으로 정확
하게 전달


OSI 7계층 상호간의 데이터 전달 원리


OSI 7계층 프로토콜에서의 통신 기능


OSI 7계층의 응용 예


OSI 7계층의 기능 및 역할(1)
• 물리계층(Physical Layer)
– 데이터 전송을 위한 물리적 링크를 설정, 유지, 절단하는데 관련된 최하위 층
– 물리적 전송 매체와 전송 신호 방식을 정의
– RS-232C, X.21 등의 표준이 있음
• 데이터링크계층(Data Link Layer)
– 두 개의 인접한 개방 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 함
– 송신 측, 수신 측의 속도 차이를 위한 흐름 제어기능을 함
– 프레임의 시작과 끝을 구분하기 위한 프레임의 동기화 기능
– 오류의 검출과 회복을 위한 오류제어 기능
– 프레임의 순서적 전송을 위한 순서제어 기능
– X.25
• 네트워크계층(Network Layer)
– 개방시스템들 간의 네트워크 연결을 관리하는 기능과 데이터의 교환 및 중계 기능을
함
– 접속형과 비접속형이 있음.
– 네트워크 연결을 설정, 유지, 해제하는 기능을 함
– 경로설정(Routing), 데이터 교환 및 중계, 트래픽 제어, 패킷 정보 전송을 수행함
– IP가해당
– X.25에 일치하는 DTE의 순서를 측정


• 전송계층(Transport Layer)
– 논리적 안정과 균일한 데이터전송 서비스를 제공함으로써 종단 시스템
(End-to-End)간에 데이터 전송을 가능하게 함
– OSI7 계층 중 하위 3계층과 상위 3 계층의 인터페이스(Interface)를 담당
– 종단 시스템(End-to-End) 간의 전송 연결, 데이터전송, 연결 해제기능을
함
– 서비스 등급(Class)을 0~4까지 5개로 나누어, 네트워크형에 따라 다양한
서비스의 품질(QoS)을 제공
– TCP, UDP 등이 있음
• 세션계층(Session Layer)
– 송·수신 측 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당하고 동기를 취하며
데이터 교환을 관리하기 위한 수단을 제공하는 계층
– 송·수신 측 간의 대화(회화) 동기를 위해 전송하는 정보의 일정한 부분에
체크점(Check Point)을 둠
– 프로세스간 연결확립, 관리, 단절시키는 수단제공
– 소동기점과 대동기점을 이용해 오류가 있는 데이터의 회복을 위해 사용
– 동기제어


• 표현계층(Presentation Layer)
– 응용 계층으로부터 받은 데이터를 세션계층에 보내기 전에 통신에 적당한
형태로 변환하고, 세션계층에서 받은 데이터는 응용 계층에 맞게 변환하
는 기능을 함
– 코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색,정보 형식(포맷) 변
환, 문맥 관리 기능을 함
• 응용계층(Application Layer)
– 응용 계층은 사용자가 OSI 환경에 접근할 수 있도록 서비스를 제공함
– 응용 프로세스 간의 정보 교환, 전자사서함, 파일 전송 등의 서비스를 제공
함


OSI 7계층의 기능과 역할


쉽게 설명하는 OSI(1)
• 물리계층
– 기계젹, 전기적, 절차특성을 이용해서 통신케이블로 데이터 전송
– 비트 1,0 를 사용. 전기적으로는 on,off사용
– 데이터 전달만 할뿐 데이터, 에러, 효과적전송등은 관여하지 않음
– 통신케이블, 리피터, 허브
• 데이터링크
– 피지컬레이어의 정보의 오류흐름관리
– 안전한 정보전달
– 오류, 재전송, 맥어드레스 통신, 전송단위는프레임
– 브리지, 스위치
• 네트워크 계층
– 데이터를 목적지 까지 가장 빠르고 안전하게 전달하는 것
– 경로선택, 주소정하고, 패킷전달
– 라우터, (라우터 기능을 수행하는 스위치)


쉽게 설명하는 OSI(2)
• 7계층(응용) - 메신져 인터페이스에 텍스트를 입력하는 그 순간이

• 6계층(표현) - 입력된 텍스트는 컴퓨터간에 인식이 가능한 형태로 바뀌어, 전송될 때 압축됨

• 5계층(세션) - 이렇게 컴퓨터내에서 변환된 코드(데이터)가 상대방에게 전송되려면 상대방
도 메신져에 연결이 되어야 함

• 4계층(전송) - 헌데 이 데이터가 컴퓨터내에 들어오면 컴퓨터는 이놈이 어떤 종류의 데이터
인지 구분을 해서 해당 데이터가 속하는 프로토콜 포트로 집어 넣어 메신져에서 B가 수신
합니다.

• 3계층(네트워크) - A와 B가 메신져를 할 때 A가 보낸 데이터는 자신의 네트워크 주소
(MAC, IP)와 상대방의 주소(마찬가지)를 포함하고 있는데 이 데이터가 인터넷 상에서 B가
속해있는 LAN을 찾을 때 데이터에 있는 상대방의 IP주소를 보고서 네트워크를 찾아 그 네
트워크의 라우터에 전송됩니다. 이는 라우터라 라우팅이라는 기능을 이용해 길잡이 해주는
것

• 2계층(데이터링크) - 이 라우터까지 왔으면 그 라우터가 속한 네트워크 내에서 상대방 B의
컴퓨터를 찾아가야 하는데 이때 길잡이를 해주는게 스위치(스위칭허브)입니다. 얘는 데이
터에 있는 MAC 주소를 보고서 길잡이를 해주게 됨

• 1계층(물리) - 그리고 이렇게 데이터가 전송된다는 것 자체는 도선을 타는 전류로 볼 수 있
음.


X.25의 의미
• DTE(데이터터미널 장치, Data Terminal Equipment)와 DCE(데
이터 회선 종단 장치, Data Circuit-terminating Equipment) 간
의 인터페이스를 제공하는 프로토콜로, 통신을 원하는 두단말 장
치가 패킷교환망을 통해 패킷을 원활히 전달하기 위한 통신 절차


X.25의 특징
• ITU-T에서 제정한 국제 표준 프로토콜
• 호환성이 좋음
• 강력한 오류체크 기능으로 신뢰성이 높음
• 회선 오류 시 우회 전송이 가능
• 디지털 전송이 기본 방식이므로 전송 품질이 우수
• 가상회선 방식을 이용해 하나의 물리적 회선에 다수의 논리 채널
을 할당하므로 효율성이 높음
• 축적교환 방식을 사용하므로 전송을 위한 처리지연이 발생할 수
있음


X.25의 계층구조
• 물리계층
– 단말 장치(DTE)와 패킷교환망(DCE) 간의 물리적 접속에 관한 인터페이스를
정의하는 계층으로 X.21을사용
• 프레임계층
– 패킷의 원활한 전송을 위해 데이터 링크의 제어를 수행하는 계층으로 링크 계
층이라고도 함
– 데이터 링크 계층에 해당
– 전송 제어를 위해 HDLC 프로토콜의 변형인 LAPB(Link Access Procedure on
Balanced)를 사용
– 다중화, 순서제어, 오류 제어, 흐름 제어기능을 함
• 패킷계층
– 네트워크 계층에해당함
– 수행 절차 : 호 설정(Call Setup) → 데이터 전송(Data Transfer) → 호해제(Call
Cleaning)
– 데이터 전송시 오류제어, 순서제어, 흐름 제어 등의 데이터전송제어기능을 수
행함
– 호(Call)를 설정 후 호(Call) 해제 시까지 가상 회선을 이용하여 통신 경로를 유
지하므로, 패킷을 끝까지 안전하게 전송할 수 있음


TCP/IP의 특징
• TCP/IP는 인터넷 표준 프로토콜
• 1972년 ARPANET이 시초
• UNIX의 기본 프로토콜이며 현재는 인터넷 범용 프로토콜로 사
용

• TCP(Transmission Control Protocol)
– 전송 계층에 해당
– 신뢰성 있는 연결성 서비스를 제공함
– 패킷의 다중화, 순서 제어, 오류제어, 흐름 제어 기능을 제공

• IP(Internet Protocol)
– 네트워크 계층에 해당
– 데이터그램을 기반으로 하는 비연결형 서비스를 제공
– 패킷의 분해/조립, 주소 지정, 경로 선택 기능을 제공


TCP/IP의 구조(1)

OSI TCP/IP 기능
응용계층 응용계층 · 응용 프로그램 간의 데이터 송·수신 제공
표현계층 · TELNET, FTP, SMTP, SNMP등
세션계층
전송계층 전송계층 · 호스트들 간의 신뢰성 있는 통신제공
· TCP, UDP
네트워크계층 인터넷 계층 · 데이터 전송을 위한 주소 지정, 경로 설정을 제공
· IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP
데이터 링크계층 링크계층 · 실제 데이터(프레임)를 송·수신하는 역할
물리계층 · Ethernet, IEEE 802, HDLC, X.25, RS-232C


TCP/IP의 구조(2)
• 응용계층
– TELNET : 가상 터미널 프로토콜
– FTP(File Transfer Protocol) : 파일 전송 프로토콜
– SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) : 메일송신 프로토콜
– SNMP(Simple Network Management Protocol) : 네트워크 관리프로토콜
• 전송계층
– TCP(Transmission Control Protocol)
• 양방향 연결형 서비스제공
• 신뢰성 있는 경로를 확립하고 메시지 전송을 감독함.
• 순서제어, 오류제어, 흐름 제어 기능을 함
– UDP(User Datagram Protocol)
• 데이터전송 전에 연결을 설정하지 않는 비연결형 서비스
• 실시간 전송에 유리 , 신뢰성보다는 속도가 중요시되는 네트워서에서 사용
• 고속의 안정성 있는 전송 매체를 사용해 빠른 속도를 필요로 하는 경우, 동시
에 여러 사용자에게 데이터를 전달 할 경우 사용


TCP/IP의 구조(3)
• 인터넷 계층
– IP(Internet Protocol)
• 전송할 데이터에 주소를 지정하고, 경로를 설정하는 기능을 함
• 비연결형인 데이터그램 방식을 사용하는 것으로 신뢰성이 보장되지 않음
– ICMP(Internet Control Message Protocol) : TCP/IP 기반의 인터넷 통신
서비스에서 인터넷 프로토콜 IP 과 조합하여 통신 중에 발생하는 오류의
처리와 전송 경로의 변경 등을 위한 제어메시지를 취급하는 무연결 전송
connectionless transmission 용 프로토콜
– IGMP(Internet Group Management Protocol)
• 인터넷 그룹 관리 프로토콜
• LAN상에서 라우터가 멀티캐스트 통신기능을 구비한 개인용 컴퓨터(PC)에 대
해 멀티캐스트 패킷을 분배하는 경우에사용
– ARP(Address Resolution Protocol) : 주소결정 프로토콜
• 호스트 IP주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속 장치의 물리적 주소인 MAC
주소로 변환
– RARP(Reverse Address Resolution Protocol) : ARP와 반대
• 호스트의 물리적 주소에서 IP주소를 구하는 프로토콜


TCP/IP의 구조(4)
• 링크계층
– Ethernet : CSMA/CD 방식의 LAN
– IEEE 802 : LAN을 위한 표준 프로토콜
– HDLC : 비트 위주의 데이터 링크 제어 프로토콜
– X.25 : 패킷 교환망을 통한 DTE와 DCE 간의 인터페이스를 제공하는 프로
토콜
– RS-232C : 공중 전화 교환망(PSTN)을 통한 DTE와 DCE간의 인터페이스
를 제공하는 프로토콜


표준화와 표준화 기구
표준화 개요
표준화 기구
표준안과 권고안

LeeYoungSun

국제표준화기구(ISO)
• 국제 표준화 기구(ISO, International Organization for
Standardization)는
• 1947년에 무역의 확대, 품질의 개선, 생산성의 향상을 목적으로
창설됨
• ISO는 제품 및서비스의 국제적 교환을 촉진하고 지식, 과학, 기
술, 경제 분야에서의 협력을 증진하기 위해 국제 규격을 제정, 심
의, 발행함
• 각국의 표준화 기관들이 그 나라를 대표해서 가입함으로써 구성
됨


국제전기통신연합(ITU, International Organization for Standardization)
• 전기 통신 전반에 걸친 최고 국제기구로서, 모든 종류의 전기 통
신의 개선과 합리적 이용을 위한 활동을 하며, 국제전기 통신규
칙을 제 · 개정 및 보급함
• ITU의 조직은 1992년 전기통신표준화 부문의 ITU-T와 무선통신
무문의 ITUR그리고 전기통신개발 부문의 ITU-D로 새로 개편 되
었음
• ITU-T는 전기통신 기술 및 운용과 요금 문제에 대한 자문과 권고
를 목적으로 하여 설립되었으며, 통신방식과 시스템의 표준화를
위한 활동을 함
• 주요 ITU-T 권고시리즈
I 시리즈 - ISDN에 관한 권고
X 시리즈 - 공중 데이터망(PSDN)을 통한 데이터 전송에 관한 권고
V 시리즈 - 공중 전화망(PSTN)을 통한 데이터 전송에관한 권고

T 시리즈 - 텔레마틱 서비스를위한 단말 장치와프로토콜에 관한 권고
X.400 계열 - 메시지 통신 처리 시스템(MHS)에 대한 권고

기타 표준안제정기관
국제전기표준협회 - International Electrtechnical Commission는 전기전자 분야에서 국제
(IEC) 규격의 조정과 통신을 목적으로하여 1906년에 창설됨

미국표준기구(ANSI) - American National Standards Institude는 미국의공업 표준을 관리하
는 기구로 ISO와 ,IEC의 미국 대표임
전자공업협회(EIA) - Electronic Industries Association는 ANSI의 회원으로 전자기기의 규
격을 정하거나 통신조건을 표준화하는 활동을 함
- OSI 계층의 물리 계층에 관한 연구를 주로 하며, RS-232C표준안을
제정함

전기전자기술자협회 - Institute of Electric and Electronic Engineers는 전기전자공학의 연구
(IEEE) 를 촉진하기 위해 설립되었으며, ANSI에 의하여미국국가표준을 개발
하도록 인증 받은 전문 기구
- 근거리 통신망(LAN) 에 관한 표준화(IEEE 802)로 널리 알려져 있음


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