OSI 7 Layer

OSI 7계층이란?

OSI 7계층은 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것으로, 1984년 국제 표준화기구에서 개발한 모델이다. 

특징

- 통신이 일어나는 과정을 7단계로 크게 구분하여, 단계별로 파악이 가능하다.

- OSI(Open System Interconnection)은 개방형 시스템으로 누구나 참조 및 부가적인 추가가 가능하다. 

- 각 계층은 독립적인 모듈로 구성되어 있다.

- 각 계층은 상하 계급 구조를 가지고 있다.

- 상위 계층의 프로토콜이 제대로 동작하기 위해서는 하위의 모든 계층에 문제가 없어야 한다.

 

OSI 7계층의 필요성

1. 표준 규격

  - 네트워크 구성요소를 표준화함으로써 서로 다른 통신 장치와의 상호 호환 가능

 

2. 계층별 모듈화된 것이 하나로 조립/융합된 구조

  - 유지관리의 수월성

  - ex) 7계층 중 특정한 계층에 이상이 생기면 문제 계층만 고쳐서 해결이 가능

 

3. 설계가 간단해지고 통신이 일어나는 흐름을 한눈에 알아보기 쉽다.

 

OSI 7계층 설명

1계층 : 물리 계층(Physical Layer)

→ 최하위 계층으로 상위 계층에서 전송된 데이터를 물리적인 전송 매체를 통해 다른시스템에 전기적 신호를 전송하는 역할을 한다. 즉, 기계어를 전기적 신호로 바꿔서 와이어에 실어주는 것이다. 

  - 전기 신호를 주고 받는 것에 주 목적이 있으며, 데이터의 종류나 에러가 있는지 등은 확인하지 않는다.

  - 전송 단위(PDU) : 비트(1 - 전기적으로 On, 0 - 전기적으로 Off) - 전기 신호의 흐름

 

2계층 : 데이터 링크 계층(DataLink Layer)

→ 물리적인 네트워크 사이에서 데이터 전송을 담당하는 역할을 하고 Point to Point 간 신뢰성 있는 전송을 보장한다.

  - 물리 계층으로 데이터를 전송 시, 데이터 전송 오류를 감지하는 기능을 제공하며 오류를 감지하면 재전송하는 방법으로 처리한다.

  - MAC 주소를 가지고 통신한다.

  - 전송 단위(PDU) : 프레임(Frame)

 

3계층 : 네트워크 계층(Network Layer)

→ 목적지 네트워크 주소(IP)를 정하고 그에 따른 경로를 선택하고 경로에 따라 패킷을 전송하는 역할을 한다.

  - 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠른 경로로 전달하는 기능(라우팅)이 가장 중요하다.

  - 다양한 길이의 데이터를 네트워크를 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층(4 Layer)이 요구하는 서비스 품질(QoS)를 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공한다.

  - 전송 단위(PDU) : 패킷(Packet)

 

4계층 : 전송 계층(Transport Layer)

→ EndPoint의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고받게 해주는 역할을 한다. 데이터를 전송하고 전송 속도를 조절하며, 오류가 발생된 부분은 다시 맞춰주는 계층이다.

  - 오류 검출 및 복구, 흐름 제어와 중복 검사 등을 수행한다.

  - 헤더에 포트 번호가 포함되어 있다.

    (* 포트 번호 : 디바이스에 있는 여러 프로세스 중 자기가 가야 할 프로세스를 구분하기 위해 필요한 번호)

  - 전송 단위(PDU) : 세그먼트(Segment)

 

5계층 : 세션 계층(Session Layer)

→ 네트워크 상 양쪽 연결을 관리하고 연결을 지속시켜주는 계층이다.

  - Session(세션) : 클라이언트와 웹 서버 간 네트워크 연결이 지속 유지되고 있는 상태, 사용자가 브라우저를 열어 서버에 접속한 뒤 접속을 종료할 시점까지를 의미한다.

  - 세션 생성, 유지, 종료, 전송 중단 시 복구 기능이 있다.

  - TCP/IP 세션을 만들고 없애는 역할이다.

  - 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류 복구 명령들을 일괄적으로 다룬다. 통신 연결은 포트 기반으로 연결한다.

 

6계층 : 표현 계층(Presentation Layer)

→ 응용 계층으로부터 전달받거나 전송하는 데이터의 인코딩 및 디코딩 및 암호화 등이 이루어지는 계층이다.

  - 송신 측과 수신 측 사이에서 데이터의 형식을 정해준다.

  - 받은 데이터를 코드 변환, 구문 검색, 인코딩-디코딩 및 암호화, 압축의 과정을 통해 올바른 표준 방식으로 변환해준다.

 

7계층 : 응용 계층(Application Layer)

→ 사용자 또는 애플리케이션이 네트워크에 접근할 수 있도록 해주는 역할로, 사용자에게 보이는 유일한 계층이다.

  - 사용자로부터 정보를 입력받아 하위 계층으로 전달하거나, 하위 계층에서 전송한 데이터를 사용자에게 전달한다. 

  - 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 네트워크에 연결 및 수행하는 역할로, 응용서비스나 프로세스가 바로 응용 계층에서 동작한다.

 

OSI 모델의 전체적인 통신 플로우

이미지 출처  : '데이터통신', 오창환 저, 한국학술정보(주)

1. 발신 측에서 응용 계층(7 Layer)부터 시작해 각 계층마다 헤더를 붙여 캡슐화를 진행한다.
2. 수신 측에서는 물리 계층(1Layer)부터 차례로 올라가면서 헤더를 떼네는 역캡슐화를 진행하여 데이터를 식별한다.
3. 목적지에 원하는 데이터가 전송된다.

 

출처

https://hstory0208.tistory.com/entry/OSI-7-%EA%B3%84%EC%B8%B5OSI-7-LAYER%EC%9D%B4%EB%9E%80-%EA%B0%9C%EB%85%90-%EB%B0%8F-%EA%B0%81-%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EC%97%AD%ED%95%A0%EA%B5%AC%EC%A1%B0-%EA%B9%8C%EC%A7%80-%EC%89%BD%EA%B3%A0-%EA%B0%84%EB%8B%A8%ED%95%98%EA%B2%8C-%EC%95%8C%EC%95%84%EB%B3%B4%EC%9E%90

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