[네트워크 계층 모델] OSI 7계층

<관련 포스팅>
[네트워크 계층 모델] TCP/IP 4계층
[네트워크] TCP/UDP 차이(3, 4-way handshaking)
[네트워크] OSI 7계층 기기(허브, 브리지, 스위치, 라우터)

OSI

정의

• OSI(Open System Interconnection)
• 개방형 시스템 상호 연결 모델의 표준
• 네트워크 통신에서 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것
• 7단계로 정의한 이유
  • 통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악하기 위함
  • 장애가 발생할 경우 다른 단계의 장비 및 SW를 건드리지 않고 해당 단계에서 해결하기 위함

 

왜 TCP/IP를 주로 사용할까?

• OSI 모델이 TCP/IP모델 이후에 나타났고, 많은 전문가들은 해당 모델로 대체될 것이라 생각했음
• 그러나 TCP/IP가 완전히 자리잡은 후 완성되었기 때문에, 다른 모델로의 변경은 많은 비용이 필요했음
• OSI가 구현되었을 때 충분히 높은 성능을 보여주지 못했음

 

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계층 구조

캡슐화, 비캡슐화에 관해서는 TCP/IP 포스팅을 참고

응용 계층

• 사용자와 가장 밀접한 계층으로, 응용 프로세스 간의 정보 교환을 담당
• EX) 전자메일, 크롬, 동영상 플레이어 등
• HTTP, FTP, DNS 등이 이에 속함

 

표현 계층

• 데이터를 어떻게 표현할지 정하는 계층
• 애플리케이션이 소비할 수 있도록 데이터를 presentation함
• 데이터의 변환, 암호화, 압축을 담당
• JPEG, MPEG 등이 이에 속함

 

세션 계층

• 데이터가 통신하기 위한 논리적 연결을 담당(두 기기 사이의 통신을 시작하고 종료)
  • 통신이 시작될 때부터 종료될 때까지의 시간을 세션이라고 함
  • TCP/IP 세션 체결, 포트번호를 기반으로 통신 세션 구성
• 연결 세선에서 데이터 교환과 에러 발생 시의 복구를 관리
• API, Socket이 이에 속함

 

전송 계층

• 데이터 단위: Segment(실질적인 데이터 전송을 위해 일정 크기로 나눈 것)
  전송 주소: Port
• 통신 노드 간의 연결 제어 및 신뢰성 있는 자료 송수신을 담당
• 연결 지향 데이터 스트림 지원, 신뢰성, 흐름 제어, 오류 제어를 제공
  • 흐름 제어: 수신 측 버퍼의 오버플로우를 방지하는 것(빠른 컴퓨터 → 느린 프린터)
• TCP, UDP 프로토콜을 통해 통신을 활성화

 

네트워크 계층

• 데이터 단위: Packet
  전송 주소: IP
• 라우팅 기능을 맡고 있으며, 여러 개의 노드를 거칠 때마다 최적의 경로를 탐색하여 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 데이터를 보냄
• 두 장치가 동일한 네트워크에 있는 경우에는 네트워크 계층이 필요하지 않음
• 흐름제어, 세그멘테이션 오류 제어 등을 수행
• 장비로는 라우터, L3 스위치가 있음

 

데이터 링크 계층

• 데이터 단위: Frame(데이터 전송을 하기 전 패킷 헤더에 MAC 주소와 오류 검출을 위한 부분을 첨부)
  전송 주소: MAC
• 물리적인 연결을 통해 인접한 두 장치 간의 신뢰성 있는 정보 전송을 담당(P2P)
• 동일한 네트워크에 있는 두 개의 장치 간 데이터 전송을 용이하게 함
• 인트라 네트워크 통신에서 흐름 제어 및 오류 제어를 담당 (전송 계층은 네트워크 간 통신에 대해서만 흐름 제어 및 오류 제어만을 담당함)
• 장비로는 브리지, 스위치가 있음

 

물리 계층

• 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해 데이터를 전송
• 0과 1의 비트열, 즉 전기적 신호 상태로 이루어져 해당 계층은 단지 데이터를 전달할 뿐 알고리즘, 오류제어 등의 기능은 없음
• 장비로는 케이블, 리피터, 허브가 있음

 

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References

• [네트워크] OSI 7 계층 (OSI 7 LAYER) 기본 개념, 각 계층 설명
• OSI 7 계층 | ‍ Tech Interview - Gyoogle
• OSI 모델이란? | OSI 7계층 - Cloudflare
• [네트워크] OSI 7 계층 (OSI 7 Layer) - 무작정 개발