OSI 7계층 - 공부하는 도비

네트워크에서 반드시 나오는 OSI 7계층에 대해 알아보도록 하겠습니다. 

 

우선, OSI 7계층이란?

 

OSI 모형(Open Systems Interconnection Reference Model)은 국제표준화기구(ISO)에서 개발한 모델로, 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것이다. 일반적으로 OSI 7 계층 모형이라고 한다.

- (출처 : 위키백과)

 

그렇다면, OSI 7 계층의 특징은?

 

1. 통신 기능을 각 7단계로 구분 

2. 각 단계마다 표준화된 서비스의 정의와 프로토콜을 규정

3. 데이터의 흐름을 한눈에 볼 수 있도록 정의

4. 문제가 발생한 경우 단계적인 원인 분석이 가능

 

위와 같은 특징을 가지고, 이제 1계층 부터 7계층까지 하나하나 살펴보도록 하겠습니다.

 

1. 1계층 ; 물리 계층

 

- 상위 층에서 받은 데이터를 전기적 신호로 변경하여 '비트' 단위로 전송하는 계층

- 실질적인 전송을 담당하는 계층

- 데이터를 전기적, 광학적인 신호로 변환하며 입출력을 담당하는 계층이므로, 1계층에는 '주소 정보가 없다.' 때문에 목적지를 인식 할 수 없으므로 모든 신호를 노드로 전송한다. 

 

* 1계층의 대표적인 장비 *

• 리피터 : 디지털 신호는 일정한 거리 이상으로 나가면 출력이 감쇠하기 때문에, 이 성질을 보완하기 위해 전송 중간에 출력 진압을 높여주는 장치가 필요하다.
• 허브 : 한 대의 허브를 중심으로 여러대의 컴퓨터와 네트워크가 연결되고, 같은 허브에 연결된 컴퓨터와 네트워크 장비는 모두 상호 간에 통신 할 수 있게 된다.

2. 2계층 ; 데이터 링크 계층

 

- 물리 계층에서 사용되는 전송 매체를 이용하여 이웃한 통신 기기 사이에서 데이터를 '신뢰성 있게 전송하는 계층'

- 전송의 목적지 노드에 도달하기 위해 노드간 프레임에 대한 'MAC(물리 주소)' 가 설정된다.

- 이때, MAC 주소는 네트워크 카드의 MAC 주소 역할을 수행한다.

- 데이터 링크 계층의 전송 단위는 'Frame(프레임)' 이다.

- 특징

• 흐름 제어(Flow Control) : 목적지 노드가 송신지 노드의 처리 속도를 판단하여 이를 초과하지 않도록 전송을 제어한다.
• 오류 제어(Error Control) : 전송 중의 에러, 오류 손실이 발생 할 때 해결하기 위한 제어 방식이다.
• 회선 제어(Line Control) : 전송 링크에 대한 물리적 제어에 의하여 전송을 제어한다.

* 2계층의 대표적인 장비 *

• 브리지 : 두 개의 근거리 통신망(LAN)을 상호 접속해주는 통신망 연결 장치이다. 리피터와는 달리 통신망을 조절 가능하다. 현재는 잘 사용되지 않고 있다.
• 스위치 : 스위치에는 연결된 네트워크 장비 및 PC들에 대한 MAC 주소가 테이블 형태로 저장된다. 이 테이블을 통해 전송될 목적지 MAC 주소로 데이터를 전송한다. 

스위치	브리지
하드웨어 기능의 프레임 전달 방식(속도 빠름)	소프트웨어로 처리되는 프레임 처리(속도 느림)
포트 마다 다른 속도 지원	모든 포트들 동일한 속도
몇 백개	2~3개

 

3. 3계층 ; 네트워크 계층

 

- 핵심 요소는 IP (IP : 데이터를 목적지까지 가장 빠르고 안전한 길을 선택하도록 도와주는 것)

- 3계층의 전송 단위는 'Packet(패킷)'

- 데이터 전송 기능을 이용하여 '통신경로(Routing)'을 제공하며, 데이터 전송 및 중계, 여러 개의 네트워크를 경유할 경우 네트워크 품질의 차이를 조정하는 기능을 수행한다.

- 라우팅 : 데이터를 최적의 경로를 선택하여 목적지까지 이송하는 모든 절차(IP주소 활용)

 

* 3계층의 대표 장비 *

• 라우터
  • LAN과 LAN을 연결 해주는 장치로서 랜을 연결하여 정보를 주고 받을 때 송신 정보에 담긴 수신처의 주소를 읽고, 가장 적절한 통신 통로를 이용하여 다른 통신망으로 전송하는 장치
  • 수신된 패킷에 의하여 다른 통신망 또는 자신이 연결되어 있는 통신망 내의 수신처(노드)를 결정하여 여러 경로 중 가장 효율적인 경로를 선택하여 패킷을 보낸다. 

4. 4계층 ; 전송 계층

 

- 네트워크 계층은 데이터의 패킷들 사이의 관계를 인식하지 못하지만 전송 계층은 패킷들의 오류 제어와 흐름제어를 발신지 대 목적지 수준에서 총 감독하여 '모든 패킷이 바른 순서로 도착하는 것을 책임진다.'

- 시스템 간 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하는 계층

- OSI 7계층 중 하위 3계층과 상위 3계층의 인터페이스를 담당한다.

- TCP/UDP 등의 표준이 있다.

- 4계층의 전송 단위는 '세그먼트' 이다.

 

* 4계층의 대표 장비 * 

• 게이트 웨이
  • 전 계층(1~7계층)의 프로토콜 구조가 다른 네트워크의 연결을 수행한다.
  • 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층 간을 연결하여 데이터 형식 변환, 주소 변환, 프로토콜 변환등을 수행한다.
  • LAN에서 다른 네트워크에 데이터를 보내거나 다른 네트워크로부터 데이터를 받아들이는 출입구 역할을 한다.

 

5. 5계층 ; 세션 계층

 (세션 : 두 이용자 사이의 연결을 의미) 

 

- 네트워크 통신 장치들 간의 상호작용을 설정하고 유지하며 동기화하는 역할을 수행한다. 

- 세션층은 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공해주며 애플리케이션 간에 세션을 구축하고 관리하며 종료시키는 역할을 하는 층이다.

- 표현계층 사이에서 대화를 동기화 시키며 데이터 교환을 관리한다. 

 

- 송/수신 측 간의 대화 동기를 위해 전송하는 정보의 일정한 부분에 체크점을 두어 정보의 수신 상태를 체크하며, 이때의 체크점을 동기점(Synchronization Point)이라고 한다.

- 동기점은 오류가 있는 데이터의 회복을 위해 사용하는 것으로, 종류에는 소동기점과 대동기점이 있다.

 (소동기점 : 하나의 대화 단위 내에서 데이터의 전달을 제어하는 역할을 하며, 수신 측으로 부터 확인 신호를 받지 않음)

 (대동기점 : 전송하는 각 데이터의 처음과 끝에 사용하여 전송하는 데이터 단위를 대화 단위로 구성하는 역할을 하며, 수신 측으로 부터 반드시 전송한 데이터에 대한 확인 신호를 받음)

 

 

6. 6계층 ; 표현 계층

- 통신 장치 간에 서로 달리 사용되는 언어와 코드들을 번역하여 두 통신 장치가 일관되게 전송 데이터를 서로 이해할 수 있도록 하는 기능을 제공한다.

- 데이터의 암호화와 해독을 수행하고 효율적인 전송을 위해 필요에 따라 압축과 압축 해제를 수행한다.

- 인코딩/디코딩, 압축/압축해제, 암호화/복호화 등을 담당한다.

- 6계층의 전송 단위는 '메시지'이다.

 

 

7. 7계층 ; 응용 계층

 

- OSI 모델에서 사용자와 가장 근접한 계층이다. 

- 사용자나 응용 프로그램이 네트워크에 접근할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스와 각종 서비스를 제공해준다.

 

 

 

이렇게 해서 OSI 7계층에 대한 정리를 마치도록 하겠습니다.