[Network] OSI 7 Layer

OSI 7 Layer?

OSI 7 Layer는 네트워크 프로토콜이 통신하는 구조를 7개의 계층으로 분리하여 각 계층 간 상호 작동하는 방식을 정해놓은 것이다.

이는 ISO(국제표준화기구)에서 개발한 모델이다.

 

이렇게 계층을 나눈 이유는 통신이 일어나는 과정을 단계별로 한눈에 파악할 수 있기 때문이다. 또한, 7단계 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비 및 소프트웨어를 건들이지 않고도 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있다.

 

각 계층은 다음과 같다.

계층	이름	단위	예시	프로토콜(Protocol)
7	응용 계층 (Application Layer)	Data	텔넷(Telnet), 크롬, 이메일, 데이터베이스 관리	HTTP, SMTP, SSH, FTP, Telnet, DNS 등
6	표현 계층 (Presentation Layer)	Data	인코딩, 디코딩, 암호화, 복호화	ASCII, MPEG, JPEG, MIDI, XDR 등
5	세션 계층 (Session Layer)	Data		NetBIOS, SAP, SDP, SSL, TLS, ASP, ASDP ZIP 등
4	전송 계층 (Transport Layer)	TCP-Segment, UDP-datagram	특정 방화벽 및 프록시 서버	TCP, UDP, SPX, SCTP, RTP, AEP, OSPF 등
3	네트워크 계층 (Network Layer)	Packet	Router	IP, IPX, IPsec, ICMP, ARP, RIP, BGP 등
2	데이터링크 계층 (DataLink Layer)	Frame	MAC 주소, Bridge 및 Switch	Ethernet, Token Ring, AppleTalk, PPP, ATM, MAC, HDLC 등
1	물리 계층 (Physical Layer)	Bit	전압, Hub, 네트워크 어댑터, 중계기 및 케이블 사양, 신호 변경(디지털, 아날로그)	10BASE-T, 100BASE-TX, wired, wireless, DSL 등

 

물리 계층(Physical Layer)

물리 계층에서는 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하게 된다. 데이터를 전달하는 역할만 하며, 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지는 신경 쓰지 않는다.

물리 계층에서 사용되는 통신 단위는 bit이며 이는 0, 1로 나타내어지는, 즉 전기적으로 on/off 상태라고 생각하면 된다.

 

물리 계층에서는 케이블, 리피터, 허브 등을 통해 데이터를 전송한다.

 

데이터링크 계층(DataLink Layer)

데이터링크 계층은 장치 간 신호를 전달하는 물리 계층을 이용하여 네트워크 상의 주변 장치들 간 데이터를 전송한다.

또, 프레임에 믈리적 주소인 맥 주소를 부여하며 에러검출, 재전송, 흐름제어를 수행한다. 즉, 물리 계층을 도와 통신이 안전하게 될 수 있도록 흐름을 관리하는 역할을 한다.

데이터링크 계층에서 사용되는 통신 단위는 Frame이다.

 

데이터링크 계층에서는 Bridge, Switch, Ethernet 등을 통해 맥 주소를 가지고 물리 계층에서 받은 데이터를 전송한다.

 

네트워크 계층(Network Layer)

네트워크 계층은 중간 라우터를 통한 라우팅을 포함하여 패킷 포워딩을 담당한다. 즉, 라우터를 통해 경로를 선택하고 주소(ip)를 정하여 경로에 따라 패킷을 전달하는 역할을 한다.

네트워크 계층은 쉽게 말하면 컴퓨터와 컴퓨터 간의 데이터 전송을 담당한다.

네트워크 계층에서 사용되는 통신 단위는 Packet이다.

 

네트워크 계층은 라우터를 통해 데이터를 전송한다.

 

전송 계층(Transport Layer)

전송 계층은 네트워크 구성 요소와 프로토콜 내에서 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공한다. 즉, 네트워크 계층을 도와 두 지점간에 신뢰성 있는 데이터를 주고 받게 해주는 역할을 한다.

전송 계층은 네트워크 계층에 더해, 컴퓨터 내부에 있는 애플리케이션 까지의 데이터 전송을 담당한다. 여기서 우리가 잘 아는 Port 번호가 사용된다.

애플리케이션과 연결 통로의 인터페이스를 port라고 하며 port를 식별하기 위한 주소를 port 번호라고 한다.

 

또, 전송 계층은 TCP와 UDP 두 가지의 전송 방식이 있다. 각각의 특징은 다음과 같다.

• TCP: 신뢰성, 연결지향적
• UDP: 비신뢰성, 비연결성, 실시간

 

세션 계층(Session Layer)

세션 계층은 두 지점 간의 프로세스 및 통신하는 호스트 간의 연결을 지속시켜주는 역할을 한다.

주로, TCP/IP 세션을 만들고 유지하며, 세션이 종료되거나 전송이 중단될 시 복구하는 기능이 있다. 또, 통신하는 사용자들을 동기화한다는 특징이 있다.

통신 연결은 port 번호를 기반으로 구성하고 연결하며, 운영체제가 통신하기 위한 세션 확립/유지/중단 과정을 수행한다.

 

세션?

세션은 일정 시간동안 같은 사용자로부터 들어오는 일련의 요구를 하나의 상태로 보고 그 상태를 일정하게 유지하는 기술을 말한다. 여기서 일정 시간이란, 방문자가 웹 브라우저를 통해 웹 서버에 접속한 시점으로부터 웹 브라우저는 종료함으로써 연결을 끝내기까지의 기간을 말한다. 즉, 방문자가 웹 서버에 접속해 있는 상태를 하나의 단위로 보고 세션이라고 부른다.

 

표현 계층(Presentation Layer)

표현 계층은 전송하는 데이터의 표현 방식을 결정하는 역할을 하여, 사용자 시스템에서 데이터의 형식 상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어준다.

파일 인코딩, 암호화, 압축 등의 수행이 이 계층에서 이루어진다. 여기서 우리가 잘 아는 확장자인 txt, gif, jpg 등의 데이터 형식을 구분해준다.

 

응용 계층(Application Layer)

응용 계층은 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행한다. 즉, 사용자 또는 애플리케이션이 네트워크 접근할 수 있도록 해준다.

사용자를 위한 인터페이스를 제공하며, 사용자에게 보이는 유일한 계층이라고 할 수 있다.

메일 전송, 인터넷 접속 등의 작업을 수행하며, 최종 목적지로서 HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet 등과 같은 프로토콜이 있다.