OSI 7 계층
OSI 7계층은 국제 표준화 기구(ISO)에서 표준화한 모델로, 네트워크 통신에서 생긴 여러 충돌 문제를 완화하기 위해 고준된 표준안입니다.
네트워크 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나누어 각각 계층 별 통신 과정을 파악하고 흐름을 한눈에 알아보기 쉽게 합니다. 또한 7단계 중 특정한 곳에 문제가 생기면, 다른 단계의 장비나 소프트웨어를 건들이지 않고 문제가 생긴 단계만 고칠 수 있습니다.
1계층 - 물리 계층
물리 계층은 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용하여 통신 케이블로 데이터를 전송하는 물리적인 장비들이 존재합니다. 물리 계층에서는 비트(Bit) 단위로 통신을 진행하며 데이터의 전기적인 신호(0, 1) 변환을 통해 데이터를 주고받는 기능만 수행합니다.
사용하는 장비는 통신 케이블과, 리피터, 허브 등이 있습니다.
2계층 - 데이터 링크 계층
데이터 링크 계층은 물리 계층(1계층)을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 통신 흐름을 관리합니다. 프레임이라는 전송 단위를 통해 물리적인 주소(MAC)를 부여하고, 에러검출이나 재전송, 흐름제어를 수행합니다.
사용하는 장비는 브리지, 스위치, 이더넷 등이 있습니다.
이러한 브리지나 스위치를 통해 맥주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달하는 것입니다.
데이터 링크 계층은 Point to Point 간 신뢰성 있는 전송을 보장하는 계층입니다.
따라서, CRC 기반의 오류제어와 흐름제어가 필요합니다.
3계층 - 네트워크 계층
네트워크 계층은 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 계층입니다. 라우터를 통해 경로를 선택하고 IP 주소를 정하고, 경로(라우터)를 따라 패킷을 전달합니다.
이때는 데이터를 패킷 단위로 전송하고, 라우터 장비를 사용합니다.
네트워크 계층은 여러 개의 노드를 거칠때마다 경로를 찾아주는 역할을 수행하며, 다양한 길이의 데이터를 네트워크를 통해 전달하고 그 과정에서 전송계층(4계층)이 요구하는 서비스 품질(QoS)을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공합니다.
네트워크 계층에서는 라우팅, 흐름제어, 세그멘테이션, 오류 제어, 인터네트워킹 등을 수행합니다.
4계층 - 전송 계층
전송계층에선 프로세스들에 포트 번호를 부여하고, TCP/UDP 중 하나의 전송방식을 결정합니다. 두 지점간에 신뢰성 있는 데이터를 주고받게 하는 역할을 수행하며 신호를 분산하고, 다시 합치는 과정을 통해 에러와 경로를 제어합니다. 데이터의 전송 단위는 세그먼트로, 사용되는 장비는 게이트웨이나 L4 스위치 등이 있습니다.
5계층 - 세션 계층
세션 계층은 데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결을 수행합니다. 지점들 간의 프로세스와 호스트 사이의 연결을 유지하고, TCP/IP 세션을 체결하여 포트 번호를 기반으로 통신 세션을 구성합니다.
통신 단위로는 API와 소켓을 사용합니다.
6계층 - 표현 계층
표현 계층에서는 데이터를 전송할 때, 데이터 변환인지, 압축인지, 암호화인지 등의 데이터의 표현방식을 결정합니다.
또한 데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고, 암호화(인코딩) 하는 역할을 수행합니다.
이때 표현되는 파일 종류로는 JPEF, MPEG, GIF, ASCII 등이 있습니다.
7계층 - 응용 계층
최종 목적지로, 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스(익스플로러, 크롬 등)를 수행합니다. 이때는 HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, 텔넷같은 프로토콜을 사용합니다. 이러한 프로토콜들에 의해 통신 패킷들이 모두 처리되며, 브라우저나 메일 프로그램같은 프로토콜을 보다 쉽게 사용할 수 있도록 하는 응용프로그램입니다.
(정리하자면, 모든 통신의 양 끝단은 HTTP와 같은 프로토콜이지, 응용프로그램으로 구성된 것이 아니다)
TCP/IP 4 계층
TCP/IP에서 IP는, 패킷 데이터들을 최대한 빨리 특정 목적지 주소로 보내는 프로토콜입니다. 빨리 보내는게 목적이기 때문에 패킷 전달 여부를 보증하지 않으며, 패킷을 보낸 순서와 받는 순서가 다를 수 있습니다.
TCP는 패킷을 정상적으로 받을 수 있도록 신뢰성을 보장하는 프로토콜입니다. 즉, 패킷의 전달 여부를 보증하고 패킷을 송신 순서대로 받게 해줍니다.
이러한 두 가지 프로토콜 방식을 조합하여 인터넷 통신하는 것을 TCP/IP라고 부르는 것입니다. 송신자가 수신자에게 IP를 사용하여 최대한 빠르게 패킷을 전송하면 TCP를 활용해 패킷을 정상적으로 수신 받습니다.
OSI 7계층은 데이터 통신에 필요한 계층과 역할을 정확하게 정의하려고 한 모델입니다. 그에 반해 TCP/IP 4계층은 현재 인터넷에서 사용되는 프로토콜로, 좀 더 실무적이면서 프로토콜 중심으로 단순화된 모델입니다.
캡슐화, 역캡슐화
TCP/IP 4계층에서 데이터 전송 시, 데이터는 상위 계층에서 하위 계층으로 이동하고, 계층 이동마다 필요한 정보(헤더)가 추가됩니다. 이를 캡슐화라고 합니다.
데이터 수신 시, 데이터는 하위 계층에서 상위 계층으로 이동하고, 계층 이동마다 추가된 헤더를 읽고 알맞은 행동을 취한 후, 헤더를 제거합니다. 이를 역캡슐화라고 합니다.
1계층 - 네트워크 연결 계층
물리적인 데이터의 전송을 담당하는 계층으로, 인터넷 계층과 달리 같은 네트워크 안에서 데이터가 전송됩니다. 노드 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당하며, 물리적인 MAC 주소를 참조해 장비 간 데이터를 전송합니다.
이때, 기본적인 에러 검출과 패킷의 Frame화를 진행합니다.
데이터 단위는 프레임이며, 전송 주소는 MAC으로 대표적인 이더넷이 장비가 사용됩니다.
2계층 - 인터넷 계층
서로 다른 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 역할을 수행합니다. 단말을 구분하기 위해 논리적인 주소인 IP 주소를 할당하고, 라우터에 의한 라우팅을 수행합니다. 이러한 라우터는 내부의 라우팅 테이블을 통해 경로 정보를 등록하여 데이터 전송을 위한 최적의 경로를 찾습니다. 이렇게 출발지와 목적지 간의 데이터 전송 과정을 가리켜 End-to-End 통신이라고 부릅니다.
데이터 단위는 패킷이며, 전송 주소는 IP입니다.
3계층 - 전송 계층
통신 노드 간의 데이터 전송 및 흐름에 있어서 신뢰성을 보장하는 계층입니다. 전송계층의 대표적인 프로토콜로는 TCP와 UDP가 있습니다.
데이터 단위는 세그먼트이며, 전송 주소를 Port를 사용합니다.
4계층 - 응용 계층
사용자와 가장 가까운 계층으로 사용자-소프트웨어 간 소통을 담당하는 계층입니다. 여러 서버나 클라이언트 관련 응용 프로그램들이 동작하는 계층이며, 주로 응용 프로그램들끼리 데이터를 교환하기 위한 계층입니다.
데이터 단위는 데이터 혹은 메세지이며, 예시 응용 프로그램/프로토콜은 파일전송, 이메일, FTP, HTTP, DNS, SMTP 등이 있습니다.
계층 별 PDU
PDU(Protocol Data Unit)란, OSI 모델의 각 계층에서 데이터를 어떻게 패키징 할 것인지를 설명하는 용어입니다.
| OSI 7계층 | TCP/IP 4계층 | ||
| 1계층 - 물리 계층 | 비트 | 1계층 - 네트워크 연결 계층 | 프레임 |
| 2계층 - 데이터 링크 계층 | 프레임 | 2계층 - 인터넷 계층 | 패킷 |
| 3계층 - 네트워크 계층 | 패킷 | 3계층 - 전송 계층 | 세그먼트 |
| 4계층 - 전송 계층 | 세그먼트(TCP)/데이터그램(UDP) | 4계층 - 응용 계층 | 데이터/메세지 |
| 5~7 계층 | 데이터 | ||
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OSI 7계층이란? - OSI 계층별 특징, TCP/IP 4계층
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OSI 7 계층이란?, OSI 7 계층을 나눈 이유
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OSI 7계층이란? + TCP/IP 5계층
OSI 7계층이란? OSI 참조 모델을 기반으로 국제 표준화 기구(ISO)에서 표준화한 모델 네트워크 통신에서 생긴 여러 가지 충돌 문제를 완화하기 위해 고안된 표준안 1계층 - 물리 계층(Physical Layer) 두
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[Network] TCP/IP 4계층에 대하여
두 계층 모두 데이터 통신을 표현한 계층이긴 하지만 OSI 7계층은 데이터 통신에 필요한 계층과 역할을 정확하게 정의하려고 한 모델이다. 그에 반해 TCP/IP 4계층은 현재 인터넷에서 사용되는 프
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TCP/IP 4계층(TCP/IP 4 Layer)
TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)현재 수많은 프로그램들이 인터넷으로 통신하는데 있어 가장 기반이 되는 프로토콜로 실제 대다수 프로그램은 TCP와 IP로 통신하고 있다. ARPANET이 개
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[Network] TCP/IP 와 TCP/IP 4계층이란?
패킷 통신이란? 데이터를 패킷이라고하는 작은 단위로 나누어 전송하는 방식을 의미합니다. IP (Internet Protocol) 란? IP는, 패킷 데이터들을 최대한 빨리 특정 목적지 주소로 보내는 프로토콜입니다
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