OSI 7 계층 정리

OSI 7계층

- 네트워크 통신에서 발생하는 과정을 7 단계로 나눈 것

- 통신의 과정을 일련의 단계로 파악할 수 있음

- 7단계를 잘 익히고 있다면, 네트워크 이상이 생겼을 때 특정 단계의 장비와 소프트웨어만을 건드릴 수 있음

- 구성: 1. 물리계층 | 2. 데이터링크 계층 | 3. 네트워크 계층 | 4. 전송 계층 | 5. 세션 계층 | 6. 표현 계층 | 7. 응용 계층

 

7 번째 계층 - 응용 계층 (Application Layer) : 사용자 인터페이스 제공, 메일 전송, 파일 전송, 웹 브라우징, 데이터 결과 표시

- 사용자 애플리케이션과 네트워크 통신을 담당

- 다양한 응용 프로토콜과 서비스를 이용해 사용자와의 상호작용이 이루어짐

- 응용 계층에서 사용자의 요청이나 데이터(인터페이스)를 받으면 다른 계층으로 전달되어 네트워크를 통해 목적지로 전송됨

- 수신된 데이터도 응용 계층에서 적절한 프로토콜을 사용하여 해석되고 사용자에게 표시

- 각 프로토콜은 해당 어플리케이션의 요구에 맞게 데이터 형식, 통식 방식, 서비스 제공 등을 정의

- 예시: 프로토콜: HTTP(웹 통신), FTP(파일전송), SMTP(이메일 전송), POP3, IMAP, Telnet, DNS(도메인 이름 시스템) 등

  - 웹 브라우저를 이용해 웹 페이지를 요청

  - 이메일 클라이언트를 통해 이메일 송수신

 

6 번째 계층 - 표현 계층 (Presentation Layer) : 데이터 형식 변환, 암호화, 압축, 포맷 변환, 문법 및 의미 검사

- 데이터 표현이 상이한 응용 프로세스 간의 독립성을 보장 + 암호화

- 데이터를 네트워크 상에서 전송 가능한 형태로 변환 & 수신된 데이터를 응용 계층에서 이해할 수 있는 형식으로 해석하는 역할

- 데이터의 인코딩, 압축, 암호화 및 형식 변환 등과 같은 데이터의 표현 방식에 대한 처리를 담당

- 데이터를 네트워크 독립적인 형식으로 변환하여 전송 -> 다른 시스템이나 플랫폼 간에도 데이터 교환이 가능

- 암호화 & 복호화 & 압축 처리를 이용해 보안과 효율을 강화하는 역할을 수행

- 예시: MIME 인코딩, 암호화, EBCDIC 문서파일 -> ASCII로 인코딩 파일, 데이터가 text, gif, jpg인지를 구분하는 것

 

5 번째 계층 - 세션 계층 (Session Layer) : 세션 관리 및 동기화, 대화 제어, 데이터 교환 관리, 체크포인팅 및 복구

- 네트워크 통신의 세션을 담당: 세션의 상태와 동기화를 관리, 여러 개의 세션을 다중화, 세션간의 우선순위나 동시성 관리

- 데이터의 안정적 교환을 보장

- 송신자와 수신자간의 세션을 설정, 유지, 종료하는 역할을 수행 | 세션 식별, 동기화, 대화 제어

- 세션 식별자 (세션ID)를 통해 세션 연결 후 송신자와 수신자간의 대화 흐름을 제어

- 오류 복구와 복구 기능도 담당: 네트워크가 오류 및 중단된 경우 세션을 복구하고 데이터의 일관성과 신뢰성을 유지 | 재전송, 확인 응답

- 동시 송수신 방식(duplex), 반이중 방식(half-duplex), 전이중 방식(Full Duplex)

- 체크 포인팅과 유휴, 종료, 다시 시작 과정 등을 수행

- TCP/IP 세션을 만들고 제거하는 계층

 

4 번째 계층 - 전송 계층 (Transport Layer) : 흐름 제어, 혼잡 제어, 다중화, 연결 설정 및 종료

- 데이터의 신뢰성과 효율성을 보장하기 위한 계층

- 데이터의 분할(Disassembly), 재조립(Assembly), 오류 검출 및 복구(Error Detection), 재요청(Reqeust Repeat), 흐름 제어(Flow Control)

- 보통 TCP 프로토콜을 사용, 포트를 열어서 응용 프로그램을 전송

- 데이터가 수신됬다면 4계층에서 데이터를 하나로 합쳐서 5계층에 전달

- 시퀀스 넘버 기반의 오류 제어 방식을 사용

- 전송 계층이 패킷들의 전송이 유효한지 확인하고 전송 실패한 패킷들을 다시 전송

 

3 번째 계층 - 네트워크 계층 (Network Layer) : 주소부여(IP), 경로설정(Route), QoS 제어, 패킷 분할 | 재조립 | 포워딩

- IP주소를 사용해 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능 (라우팅)

- 경로를 선택하고 주소를 정하고 겨롱에 따라 패킷을 전달해주는 역할

- 여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아줌 | 다양한 길이의 데이터를 네트워크를 통해 전달

-> 서비스 품질(QoS)를 제공하기 위한 기능적 절차적 수단 제공

- 프로토콜의 종류도 다양하고 라우팅하는 기술도 다양

- 주요 장비: 라우터, 스위치(2계층)에 라우팅 기능을 추가한 Layer 3 스위치 

- 라우팅, 흐름 제어, 세그멘테이션(segmentation/desegmentation), 오류 제어, 인터네트워킹(Internetworking) 등을 수행

- 네트워크 관리자는 논리적 주소 구조(IP)에 직접 주소를 할당, 계층적 형태(hierarchical)

- 서브네트의 최상위 계층으로 경로를 설정하고, 청구 정보를 관리

- 개방형 시스템들의 사이에서 네트워크 연결을 설정, 유지, 해제하는 기능을 부여

- 전송 계층 사이에 네트워크 서비스 데이터 유닛(NSDU : Network Service Data Unit)을 교환하는 기능을 제공

 

2 번째 계층 - 데이터링크 계층 (Data Link Layer) : 프레임 전송, 맥 주소 기반 통신, 물리계층의 에러 검출 및 재전송

- 물리 계층에서 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리 -> 안전한 정보 전달을 수행

- 통신 오류 탐지 및 재전송

- 맥 주소 기반의 통신

- 주요 장비: 브릿지 스위치 -> 맥주소를 가지고 물리계층에 받은 정보를 전달

- 포인트 투 포인트(Point to Point) 간 신뢰성있는 전송을 보장하기 위한 계층으로 CRC 기반의 오류 제어와 흐름 제어가 필요

- 주소 체계는 계층이 없는 단일 구조: 이더넷

- P2P 프로토콜: HDLC, ADCCP | 근거리 네트워크용 프로토콜: 패킷 스위칭 네트워크나 LLC, ALOHA 

 

1 번째 계층 - 물리 계층 (Physical Layer) : 비트 전송, 전기 신호 변환, 케이블, 허브 등을 통한 데이터 전송

- 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해 통신 케이블로 데이터를 전송

- 통신 단위 = 비트 (0, 1)

- 단순히 데이터만 전달하며 전송하려는 데이터가 무엇인지 어떤 에러있는지는 중요하지 않음

- 주요 장비 : 통신 케이블, 리피터, 허브