[네트워크] OSI 7계층
Computer Science/네트워크

[네트워크] OSI 7계층

OSI 7 계층이란?

컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것

계층을 나누는 이유

처음 네트워크에 대한 표준이 없을 땐, 장비 간 호환이 잘 되지 않는 문제점이 있었다. (ex. LG 장비랑 SAMSUNG 장비랑 같이 못 쓰는 경우)

그래서 네트워크를 7 계층으로 분리하면서 표준을 만들게 됐는데, 이게 바로 OSI 7 계층이다. 간략하게 말하면 서로 통신할 수 있게 규칙을 만든 것!

보내는 쪽에서는 데이터를 안전하고, 정확하고, 신속하게 규격화 즉 포장하는 방법이 필요하고, 받는 쪽에서는 그 데이터를 안전하고 정확하고 신속하게 해석하는 방법이 필요한 것이다.

 

OSI 7계층 구조

위 그림을 보면, 응용계층에서 내려온 데이터부터 시작해서 계속 헤더가 붙는 것을 알 수 있다. 헤더에는 해당 계층의 기능과 관련된 제어 정보가 포함되어 있다.

제어 정보들을 모두 운영체제가 제공하는 프로토콜에 의해 송신 측에서는 계층을 지날 때마다 덧붙여서 추가되고(Encapsulation), 수신 측에서는 계층을 지날 때마다 제거된다(Decapsulation).

 

PDU(Process Data Unit)란?

데이터 통신에서 상위 계층이 전달한 데이터에 붙이는 제어정보

쉽게 생각하면
사용자는 Data 라고 부르고,
TCP는 Segment 라고 부르고,
IP는 Packet 이라고 부르고,
데이터링크는 Frame,
컴퓨터 하드웨어는 그것을 Bit 로 연산하고 다루게 되는 것이다.

 

1) 물리계층 (Phisical Layer)

  • 실제 장치들을 연결하기 위해 필요한 전기적, 물리적 세부 사항들을 정의하는 계층
  • 단지 데이터를 전기적인 신호(0, 1)로 변환해서 전달만 함
  • 데이터의 종류나 오류를 제어하지 않음
  • 즉, 데이터를 전송하는 역할만 진행
  • 장비 : 케이블, 허브(Hub), 리피터(Repeater)
  • 링크의 설정과 유지 및 종료를 담당
  • 물리 계층으로 송수신되는 정보를 관리하여 안전하게 전달되도록 도와주는 역할
  • Mac 주소를 통해 통신, 프레임에 Mac 주소를 부여하고 에러 검출, 재전송, 흐름 제어를 진행함
  • 장비 : 스위치(Switch), 브리지(Bridge) -> 여기서 MAC 주소 사용함

3) 네트워크 계층 (Network Layer)

  • 라우팅 알고리즘을 사용하여 최적의 경로를 선택
  • 이때, 전송되는 데이터는 패킷 단위로 분할하여 전송한 후 다시 합쳐진다.
  • 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능을 담당함 (2 계층이 노드 대 노드 전달을 감독한다면, 3 계층은 각 패킷이 목적지까지)
  • 라우팅, 패킷 포워딩, 인터네트워킹 등을 수행
  • 프로토콜 : IP, ARP, RARP, ICMP, IGMP, 라우팅 프로토콜
  • 장비 : 라우터(Router), L3 스위치

4) 전송 계층 (Transport Layer)

  • 양종단 호스트 내 프로세스 상호 간에 신뢰적인 연결 지향성 서비스를 제공
  • End-to-End 간 제어와 에러를 관리
  • 패킷의 전송이 유효한지 확인하고 전송에 실패된 패킷을 다시 보내는 것과 같은 신뢰성 있는 통신을 보장
  • 주소 설정, 오류 및 흐름 제어, 다중화를 수행
  • 프로토콜 : TCP, UDP
  • 장비 : 게이트웨이, L4 스위치

5) 세션 계층 (Session Layer)

  • TCP/IP 세션 설정, 유지, 종료, 전송 중단 시 복구하는 역할
  • 통신 중 연결이 끊어지지 않도록 유지시켜줌
  • 프로토콜 : NetBIOS, SSH, TLS

6) 표현 계층 (Presentation Layer)

  • 받은 데이터를 코드 변환, 구문 검색, 암호화, 압축의 과정을 통해 올바른 표준 방식으로 변환하는 역할
  • 예를 들면, EBCDIC로 인코딩 된 문서 파일을 ASCII로 인코딩된 파일로 바꿔 주는 것, 해당 데이터가 TEXT인지, 그림인지, GIF인지 JPG인지의 구분하는 것
  • 프로토콜 : SSL, SSH, IMAP, FTP, MPEG, JPEG

7) 응용 계층 (Application Layer)

  • 사용자와 바로 연결되어 있으며 응용 SW를 도와주는 계층
  • 파일 전송, 메일 전송 등 여러 가지응용 서비스를 네트워크에 연결해주는 역할
  • 사용자 인터페이스, 전자우편, 데이터베이스 관리 등의 서비스를 제공
  • 프로토콜 : HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet, DNS

 

참고 링크

https://ko.wikipedia.org/wiki/OSI_%EB%AA%A8%ED%98%95

https://velog.io/@hidaehyunlee/%EB%8D%B0%EC%9D%B4%ED%84%B0%EA%B0%80-%EC%A0%84%EB%8B%AC%EB%90%98%EB%8A%94-%EC%9B%90%EB%A6%AC-OSI-7%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EB%AA%A8%EB%8D%B8%EA%B3%BC-TCPIP-%EB%AA%A8%EB%8D%B8

https://shlee0882.tistory.com/category/%EC%A0%84%EC%B2%B4/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC