[네트워크] OSI 7 계층

OSI 7 계층이란?

의미

네트워크 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것으로, 국제표준화기구(ISO)에서 네트워트 간의 호환을 위해서 만든 개방형 시스템 상호 연결 모델의 표준인 네트워크 모델

• 실제 인터넷에서 사용되는 TCP/IP 는 OSI 참조 모델을 기반으로 상업적이고 실무적으로 이용될 수 있도록 단순화
  https://j-su2.tistory.com/134
  

[네트워크] TCP/IP 4계층

물리 → 데이터 링크 → 네트워크 → 전송 → 세션 → 표현 → 응용

 

탄생 배경

네트워크 간의 호환을 위해 탄생한 모델

• 초기 여러 정보 통신 업체 장비들은 자신의 업체 장비들끼리만 연결되어 호환성이 없었음
• 따라서 모든 시스템의 상호 연결에 있어 문제가 없도록 표준을 정한것이 OSI 7 계층

 

장점

• 흐름을 한눈에 알아보기 쉽고, 이해하기 쉬움
• 7계층중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비 및 소프트웨어를 건들이지 않고도 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있음

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작동 원리

• 송신
  • 7계층 -> 1계층 송신(전송)시, 각각의 층마다 인식할 수 있는 헤더를 붙여 캡슐화
  • 출발지에서 데이터가 전송될 때 헤더가 추가  (단, 2계층에서만 오류제어를 위해 꼬리부분에 추가됨
  • 물리계층에서 1, 0 의 신호가 되어 전송매체(동축케이블, 광섬유 등)을 통해 전송

• 수신
  • 1계층 -> 7계층 수신시 헤더를 제거해 디캡슐화

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1계층 - 물리계층(Physical Layer)

주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하는 역할

• 데이터 단위: 0과1의 비트(BIT)
• 단지 데이터를 전기적인 신호로 변환해서 전달(데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 잇는지 신경쓰지 않음)

구성 요소

• 리피터: 신호를 증폭해 재전송하는 장치
• 케이블
• 허브: 여러 PC를 브로드캐스트를 위한 연결 장치

2계층 - 데이터 링크계층(DataLink Layer)

물리 계층을 통해 송신/수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 *안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할

• 데이터 단위: 프레임(Frame)
• Mac 주소를 이용해 통신
• Point-To-Point 전송
• Frame에 MAC 주소를 부여하고 에러검출, 재선송, 흐름 제어
  
  • 주소 할당: 물리계층의 신호를 네트워크 상의 장치에 안착할수 있게함
  • 오류 감지: 오류가 포함되면 해당 데이터를 파기
  • 순서 제어: 프레임의 순서적 전송
  • 프레임 동기화: 프레임의 시작과 끝을 구별하기 위한 동기화

*안전한 정보: 오류나 재전송하는 기능이 존재해 신뢰성 있는 전송을 보장

 

구성 요소

• 브릿지, 스위치: 연결된 포트로만 프레임을 전송
• 이더넷: LAN(근거리 통신망) 구축을 위해 장치를 연결하는 네트워킹 프로토콜

3계층 - 네트워크 계층(Network Layer)

여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할

다양한 길이의 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능을 담당(최적의 경로를 설정)

• 데이터 단위: 패킷(Packet/Datagram)
• 전송 계층이 요구하는 서비스 품질을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공
• 라우터를 통해 이동할 경로(Route)를 선택하여 주소(IP)를 지정하고, 해당 경로에 따라 패킷을 전달
• 라우팅, 흐름 제어, 오류 제어, 세그먼테이션 등을 수행

구성 요소

• 라우터 : 경로 설정
• IP : 주소 부여
• L3 스위치

4계층 - 전송 계층(Transport Layer)

TCP, UDP 프로토콜을 통해 통신을 활성화해 양 끝단의 사용자들 간의 신뢰성있는 데이터를 주고 받게 해주는 역할

• 데이터 단위: 세그먼트(Segment)
• 포트를 열어두고, 프로그램들이 전송을 할 수 있도록 제공
• 신뢰성 있고 효율적인 데이터 전송
  • 오류검출 및 복구, 흐름제어와 중복검사 수행
• 데이터 전송을 위해 Port번호 사용

구성 요소

• TCP 프로토콜
• UDP 프로토콜

https://j-su2.tistory.com/15

[네트워크] TCP와 UDP

https://j-su2.tistory.com/138

[네트워크] TCP 연결/해제 과정(3 way handshake & 4 way handshake)

 

5계층 - 세션 계층(Session Layer)

양 끝 단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공하는 역할

• 데이터가 통신하기 위한 논리적 연결을 담당
• TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 지니고 있음
  • IP 데이터의 배달을 처리, TCP는 패킷을 추적하고 관리

구성 요소

• API
• Socket

6계층 - 표현 계층(Presentation Layer)

데이터 표현에 대한 독립성을 제공하고 암호화하는 역할

• 전송 데이터의 표현방식 결정
  • 코드 간의 번역을 담당하여 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로 부터 덜어줌
  • 데이터 변환, 압축, 암호화 등
  • 인코딩이나 암호화 등의 동작이 이루어짐
• 기능 3가지
  • 송신자에서 온 데이터를 해석하기 위한 응용계층 데이터 부호화, 변화
  • 수신자에게 데이터 압축을 풀수 있는 방식으로 데이터 압축
  • 데이터 암호화/복호화

구성 요소

• JPEG
• MPEG

7계층 - 응용 계층(Application Layer)

최종 목적지로 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행하는 역할

• 사용자와 가장 가까운 계층
• 사용자 인터페이스(UI), 전자우편, 데이터베이스 관리 등의 서비스 제공

구성 요소

• HTTP 프로토콜
• FTP 프로토콜
• DNS

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[참고]

https://velog.io/@cgotjh/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-OSI-7-%EA%B3%84%EC%B8%B5-OSI-7-LAYER-%EA%B8%B0%EB%B3%B8-%EA%B0%9C%EB%85%90-%EA%B0%81-%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EC%84%A4%EB%AA%85

[네트워크] OSI 7 계층 (OSI 7 LAYER) 기본 개념, 각 계층 설명

https://onecoin-life.com/19

[네트워크] OSI 7Layer / 7계층 개념 및 역할, 구조까지 한번에 알아보기

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

GitHub - WooVictory/Ready-For-Tech-Interview: 💻 신입 개발자로서 준비를 하기 위해 지식을 정리하는 공간

https://shlee0882.tistory.com/110

OSI 7 계층이란?, OSI 7 계층을 나눈 이유

https://inpa.tistory.com/entry/WEB-%F0%9F%8C%90-OSI-7%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EC%A0%95%EB%A6%AC

🗼 OSI 7계층 모델 - 핵심 총정리