OSI 7 계층

OSI 7 계층이란?

OSI 7 계층은 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것.

 

OSI 7 계층을 나누는 이유는 무엇일까?

계층을 나눈 이유는 표준과 학습 도구라 할 수 있다. 표준화를 통해 이질적인 포트 문제나 프로토콜 등으로 인한 문제를 해결하여 비용을 절감했다. 또한 계층별의 기능과 통신 과정을 단계별로 나누어서 쉽게 알 수 있고, 특정한 곳에 이상이 생기면 그 단계만 수정할 수 있기 때문에 편리하다.

 

1) 물리 계층(Physical Layer)

통신케이블, 리피터, 허브 등

케이블로 데이터를 전송.

 

이 계층에서는 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하게 된다. 

이 계층에서 사용되는 통신 단위는 비트이며 이것은 1과 0으로 나타내어지는, 즉 전기적으로 On, Off 상태라고 생각하면 된다.

이 계층에서는 단지 데이터를 전달만 할 뿐 전송하려는(또는 받으려는) 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지 등에는 전혀 신경 쓰지 않는다.

 

케이블, 리피터, 허브를 통해 데이터를 전송한다.

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2) 데이터 링크 계층(Data link layer)

브리지, 스위치 등

안전한 정보의 전달을 수행.

 

이 계층은 Data의 물리적인 전송(직접 연결된 노드 간)을 담당하고, Error Notification(에러 검출), Flow Control(흐름 제어) 등을 다룬다. 

Data 전송 시 에러가 발생하면 Data Link 계층에서 검출을 하고 Transport Layer에서 그 에러를 수정한다.(여기서 처리하지 않는다.)

이 계층에서는 맥 주소(Mac 주소 - 물리 주소)를 가지고 통신하게 된다.

이 계층에서 전송되는 단위는 프레임(Frame)이다. 프레임에 맥주소를 부여하고 에러 검출, 흐름 제어를 진행한다.

 

브릿지나 스위치를 통해 맥주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달한다.

프레임에 주소를 부여한다.

에러 검출/재전송/흐름 제어 등을 진행한다.

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3) 네트워크 계층(Network Layer)

라우터, IP

이 계층의 가장 주요 기능은 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능(라우팅)이다.

 

이 계층은 여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층으로 다양한 길이의 데이터를 네트워크를 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질을 제공하기 위해 기능적, 절차적 수단을 제공한다.

이 계층은 라우팅, 흐름 제어, 세그멘테이션(segmentation/desegmentation), 오류제어, 인터네트워킹(Internetworking) 등을 수행한다.

 

 

주소 부여(IP), 경로 설정(Route)

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4) 전송 계층(Transport Layer)

TCP, UDP

통신을 활성화 하기 위한 계층

 

TCP, UDP 프로토콜을 이용해 통신을 활성화한다. 포트를 열어두고, 프로그램들이 전송을 할 수 있도록 제공해준다. 이를 통해 양 끝단의 사용자들이 데이터를 주고받을 수 있다.

 

전송 계층의 양 끝단(End to end)의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고받을 수 있게 해 주어, 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해준다.

시퀀스 넘버 기반의 오류제어 방식을 사용한다.

이 계층은 특정 연결의 유효성을 제어하고, 일부 프로토콜은 상태 개념이 있고(stateful), 연결 기반(connection oriented)이다.

연결기반 : 전송계층이 패킷들의 전송이 유효한지 확인하고 전송 실패한 패킷들을 다시 전송한다는 것.

• TCP : 신뢰성, 연결 지향적
• UDP : 비신뢰성, 비연결성, 순서화되지 않은 Datagram 서비스 제공, 실시간 응용 및 멀티태스킹 가능, 헤더가 단순
  
  TCP, UDP에 대한 자세한 내용은 추후에 따로 정리할 예정입니다.
  

 

종단 간 통신을 다루는 최하위계층으로 종단간 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 제공하며, 기능은 오류 검출 및 복구와 흐름 제어, 중복 검사 등을 수행한다.

 

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5) 세션 계층(Session Layer)

API, Socker

 

양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공한다.

데이터가 통신하기 위한 논리적 연결을 담당한다.

TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다.

 

통신하는 사용자들을 동기화하고 오류 복구 명령들을 일괄적으로 다룬다.

통신을 하기 위한 세션을 확립/유지/중단 (운영체제가 해준다)

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6) 표현 계층(Presentation Layer)

JPEG, MPEG 등

 

데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고 암호화하는 역할을 담당한다.

코드 간의 번역을 담당하여 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어준다.

파일 인코딩, 명령어를 포장, 압축, 암호화한다.

 

사용자의 명령어를 완성 및 결과 표현, 포장/압축/암호화

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7) 응용 계층(Application Layer)

 HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet 등

 

최종 목적지로 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용서비스를 수행한다.

사용자 인터페이스, 전자우편, 데이터 베이스 관리 등의 서비스를 제공한다.

 

http프로토콜 : 웹상에서 웹서버 및 웹 브라우저 상호 간의 데이터 전송을 위한 응용계층 프로토콜
처음에는, www 상의 하이퍼텍스트 형태의 문서를 전달하는데 주로 이용
현재에는 이미지, 비디오, 음성 등 거의 모든 형식의 데이터 전송 가능.

추후 따로 자세히 정리 예정

 

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Reference

• https://shlee0882.tistory.com/110

• https://github.com/WooVictory/Ready-For-Tech-Interview/blob/master/Network/OSI%207%20%EA%B3%84%EC%B8%B5.md

• https://jw3461.tistory.com/4