[컴퓨터네트워크] OSI 7계층

OSI 7계층

OSI 7계층이란?

• 국제표준화기구(ISO)에서 개발한 모델로, 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것

• 이 모델은 프로토콜을 기능별로 나눈 것이다.

• 각 계층은 하위 계층의 기능만을 이용하고, 상위 계층에게 기능을 제공한다.

• '프로토콜 스택' 혹은 '스택'은 이러한 계층들로 구성되는 프로토콜 시스템이 구현된 시스템을 가리키는데, 프로토콜 스택은 하드웨어나 소프트웨어 혹은 둘의 혼합으로 구현될 수 있다.

• 일반적으로 하위 계층들은 하드웨어로, 상위 계층들은 소프트웨어로 구현된다.

• 통신을 담당하는 상위 계층(5, 6, 7)을 통해 데이터가 만들어지고 하위 계층(1, 2, 3, 4)은 전달한다.

• 개념적 모델이라 실질적으로 사용하지는 않는다.

OSI 7계층을 나누는 이유는?

중요한 목적은 표준과 학습 도구라고 할 수 있다. 표준화를 통해 이질적인 포트 문제나 프로토콜 등으로 인한 문제를 해결하여 비용을 절감했다. 또한, 계층별의 기능과 통신 과정을 단계별로 나누어서 쉽게 알 수 있고, 특정한 곳에 이상이 생기면 그 단계만 수정할 수 있기 때문에 편리하다.

계층별 설명

1. 물리 계층(Physical Layer)

리피터, 케이블, 허브 등

• 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하는 역할을 한다.
• 전송 단위는 Bit이다.

2. 데이터 링크 계층(Data link Layer)

브릿지, 스위치, 이더넷 등

• 물리 계층을 통해 송, 수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.
• MAC 주소를 이용해 통신한다.
• Frame에 MAC 주소를 부여하고 에러검출, 재전송, 흐름 제어를 진행한다.
• 전송 단위는 Frame이다.

3. 네트워크 계층(Network Layer)

라우터, IP

• 여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 한다.
• 다양한 길이의 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능을 담당한다.(전송 계층이 요구하는 서비스 품질을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공한다.)
• 라우터를 통해 이동할 경로를 선택하여 IP 주소를 지정하고, 해당 경로에 따라 패킷을 전달해준다.
• 라우팅, 흐름 제어, 오류 제어, 세그먼테이션 등을 수행한다.
• 전송 단위는 Datagram(Packet)이다.

4. 전송 계층(Transport Layer)

TCP, UDP

• TCP, UDP 프로토콜을 통해 통신을 활성화 한다.
• 포트를 열어두고, 프로그램들이 전송을 할 수 있도록 제공해준다. 이를 통해 양 끝 단의 사용자들이 데이터를 주고 받을 수 있다.
• 전송 단위는 Segment이다.
• TCP: 신뢰성, 연결 지향적
• UDP: 비신뢰성, 비연결성, 실시간

5. 세션 계층(Session Layer)

API, Socket

• 양 끝 단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공한다.
• 데이터가 통신하기 위한 논리적 연결을 담당한다.
• TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 지니고 있다.

6. 표현 계층(Presentation Layer)

JPEG, MPEG 등

• 데이터 표현에 대한 독립성을 제공하고 암호화하는 역할을 담당한다.
• 코드 간의 번역을 담당하여 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어준다.
• 파일 인코딩, 명령어를 포장, 압축, 암호화한다.

7. 응용 계층(Application Layer)

HTTP, FTP, DNS 등

• 최종 목적지로 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행한다.
• 사용자 인터페이스, 전자우편, 데이터베이스 관리 등의 서비스를 제공한다.