OSI 7 계층

네트워크 지식에 있어 근간이 되는 OSI 7 계층에 대해 알아보자!

OSI(Open System Interconnection) 7 계층

• 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제 표준화 기구)에서 제안한 7단계 표준화 프로토콜

계층	계층명
7 계층	어플리케이션 계층
6 계층	표현 계층
5 계층	세션 계층
4 계층	전송 계층
3 계층	네트워크 계층
2 계층	데이터 링크 계층
1 계층	물리 계층

송신측(발신자)에서 7계층부터 1계층까지 처리한 후 데이터를 전송하면

수신측(수신자)에서 1계층부터 7계층 순으로 해석한다.

 

1~4 계층을 하위 계층이라고 부르며 5~7 계층을 상위 계층이라고 부른다.

+ 하위계층으로 갈수록 하드웨어에 가까워지고, 상위계층으로 갈수록 소프트웨어에 더 가깝다.

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1 계층 : 물리 계층(Physical Layer)

데이터를 전달하기 위해 존재하는 계층

• 주소 값이 없기 때문에 오직 전달 받은 전기 신호를 동일하게 유지하여 다른 장비로 전달하는데 목적을 둔다.

 

장비 - 리피터, 허브, 네트워크 케이블

• 리피터 - 전송하는 거리가 멀어지면서 감쇠된 전송신호를 새롭게 재생하여 다시 전달하는 재생중계장치
• 허브 - 여러 대의 컴퓨터와 네트워크 장비들을 연결하는 장치
• 네트워크 케이블 - 컴퓨터나 네트워크 장비들 사이에서 신호를 전달하는 전송매체의 역할을 하는 장치

프로토콜 - x

프로토콜 데이터 단위 - Bits

 

2 계층 : 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

전기신호를 데이터로 변환하는 작업을 진행하는 계층

• 물리 계층에서 발생한 오류와 흐름을 제어하여 안전한 정보 전달 역할을 수행(재전송 역할도 수행)
• 전송되는 단위를 프레임이라고 명칭(데이터 전달 간 장비가 가지고 있는 고유한 MAC 주소를 프레임에 부여)

 

장비 - 브릿지, L2 스위치, 랜카드

• 브릿지 - 데이터 링크 계층에서 망을 연결하며 패킷을 중계하고 필터링 하는 장치(세그먼트 사이에서 패킷 전송)
• L2 스위치 - 네트워크 단위들을 연결하는 통신 장비(기본 스위치), 소규모 통신을 위한 허브보다 전송 속도가 개선됨
• 랜카드 - 컴퓨터를 네트워크에 연결하여 통신하기 위해 사용하는 하드웨어 장치

프로토콜 - Ethernet, Token Ring, FDDI

프로토콜 데이터 단위 - Frame

 

3 계층 : 네트워크 계층(Network Layer)

데이터를 목적지(전달하고자 하는 IP 주소)까지 안전하고 빠르게 전달하는 역할(=라우팅)하는 계층

• 데이터 전달 시 라우터를 통하며 라우터가 가장 최적의 경로를 찾아 데이터를 패킷 단위로 잘라서 전달한다.

 

장비 - 라우터

• 라우터 - 서로 다른 네트워크를 연결해주는 장치
• L3 스위치 - 라우팅 기능을 장착한 스위치(L2 + 라우터)(여기서 IP 주소를 사용 why? - 라우팅 기능이 있으니까)

프로토콜 - IP, ICMP, ARP, RARP

프로토콜 데이터 단위 - Packet

 

4 계층 : 전송 계층(Transport Layer)

통신을 활성화하기 위한 계층(보통 TCP 프로토콜을 이용, 포트를 열어서 응용프로그램들이 전송 할 수 있게 함)

• 양 끝단의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있게 해줌.
• 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않게 해줌.

 

장비 - 게이트웨이, L4 스위치

• 게이트웨이 - 서로 다른 프로토콜끼리도 네트워크 통신이 가능하도록 연결(혹은 변환)해주는 장치
• L4 스위치 - TCP/UDP 기반 스위칭 수행(L3 + 로드 밸런서 : 트래픽 분산)

프로토콜 - TCP,UDP

• TCP - 데이터 송신 및 순서 체크함
• UDP - 데이터 송신 및 순서 체크를 하지 않기 때문에 TCP보다 속도가 빠름

프로토콜 데이터 단위 - Segment

 

5 계층 : 세션 계층(Session Layer)

실제 네트워크 연결이 이루어지는 계층

• 두 대의 기기 간 데이터 통신이 이루어지기 위해서는 하나의 세션이 열려야만 한다.
• 통신을 하기 위한 세션 확립/유지/중단 수행(운영체제가 해줌)
• 프로세스간의 통신을 제어하고, 통신 과정이 진행될 때 동기화를 유지하는 역할을 함.

 

이때 동기화 지점은 다음 2가지 통신을 통해서 제공 된다.

• 전이중 통신(Full Duplex)
  • 두 대의 단말기가 데이터를 송수신하기 위해 동시에 각각 독립된 회선을 사용하는 방식.
  • Ex) 전화망, 고속 데이터 통신
• 반이중 통신(Half Duplex)
  • 한쪽이 송신하는 동안 다른 쪽에서 수신하는 통신 방식, 전송 방향을 교체한다.
  • Ex) 마스터 슬레이브 방식의 센서 네트워크

 

장비 - PC

 

프로토콜 - NetBIOS, SAP, SDP, NWLink

프로토콜 데이터 단위 - Data

 

6 계층 : 표현 계층(Presentation Layer)

응용 계층으로부터 전달받은 데이터를 읽을 수 있는 형식으로 변환해주는 계층

• 응용 계층으로부터 전송받거나 응용 계층으로 전달해야 할 데이터의 인코딩과 디코딩이 이루어진다.
• 데이터를 안전하게 사용하기 위한 암호화와 복호화 작업이 이루어진다.

 

장비 - PC

 

프로토콜 - ASCII, MPEG, JPEG, MIDI

프로토콜 데이터 단위 - Data

 

7 계층 : 응용 계층(Application Layer)

사용자가 네트워크 자원에 접근하는 방법을 제공하는 계층(+ 사용자가 볼 수 있는 유일한 계층)

• 모든 네트워크 활동의 기반이 되는 인터페이스를 제공(즉, 사용자가 실행하는 모든 응용 프로그램들이 7계층에 해당)
• Ex) 터미널 텔넷, 구글 크롬, 이메일, 데이터 베이스 관리

 

장비 - PC, L7 스위치

• L7 스위치 - 세밀한 로드 밸런싱 수행

프로토콜 - HTTP, SMTP, SSH, FTP, Telnet, DNS

프로토콜 데이터 단위 - Data