Computer/Network

[네트워크] OSI 7계층

HONGGG 2023. 9. 26. 03:47

OSI 7계층

네트워크 7계층이란 네트워크 통신에 일어나는 과정을 7단계로 나눈 국제 표준화 기구(ISO)에서 정의한 네트워크 표준 모델이다.

 

과거 기종 간 프로토콜이 다라서 이 기종간 통신이 불가능했기 때문에 이를 표준화 하고 계층마다 하였다.
이는 각 계층이 네트워크 장비의 역할을 세분화하였고 네트워크의 장애/이슈가 발생하면 대응이 빠르게 처리할 수 있다.

 

모든 장비가 OSI 7을 토대로 완벽히 복사하여 만들어 진 것이 아니지만 기본적인 내용이 OSI 7 표준화를 따른다.

 

전송을 위한 준비는 응용 계층부터 물리 계층으로 내려가며 매 계층마다 하나의 헤더가 추가된다.

수신측은 받은 데이터의 헤더를 기준으로 역순으로 분석한다.

 

 

물리 계층 (Physical Layer, 1계층)

  • 데이터를 전기 신호나 광 신호로 변환하고 전송 매체를 관리한다.
  • 단순히 데이터를 전기적 신호(0,1)로 변환하고 송수신하는 기능만한다.
  • 전압, 전류, 비트 전송 속도 및 물리적 연결에 집중한다.
    • 케이블, 허브, 리피터 등이 여기에 해당한다.

통신 케이블 / 허브 / 리피터

 

데이터 링크 계층 (Data Link Layer, 2계층)

  • 물리 계층에서 전송되는 비트 스트림을 프레임으로 나누고 오류 검출 및 수정을 수행한다.
  • 프레임에 MAC 주소를 사용하여 물리적 장치를 식별하고 에러검출, 재전송, 흐름제어를 수행한다.
    • 이 계층에서 전송되는 단위가 프레임(Frame)이다.
    • 브릿지, 스위치, 이더넷 등의 장비가 여기에 속한다.
      • 브릿지나 스위치를 통해 MAC 주소를 포함한 물리계층에서 받은 데이터를 전달한다.

브릿지 / 스위치

 

네트워크 계층 (Network Layer, 3계층)

  • 모든 계층 중 가장 복잡한 계층이다.
  • 패킷의 라우팅(Routing), 라우터(Router)를 통한 다른 네트워크와의 연결 및 IP 주소 관리를 수행한다.
    • 라우팅(Routing)은 네트워크상 주소를 이용해, 목적지까지 보낼 최적 경로를 선택하는 과정이다.
    • 라우터(Router)를 통해 경로를 선택하고 주소(IP)를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달한다. (IP 헤더 추가)
      • IP 주소, 라우팅 알고리즘 및 패킷 릴레이션을 다룬다.
  • 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능을 수행한다.
  • 데이터 스트림을 더 작은 단위로 분할하고 경우에 다라 오류를 감지해 처리한다.

라우터

 

전송 계층 (Transport Layer, 4계층)

  • 전송 계층은 하위 계층에 신뢰할 수 있는 데이터 전송 서비스를 제공한다.
    • 두 컴퓨터 간에 신뢰 있는 데이터를 서로 주고 받도록 하여 상위 계층의 부담을 덜어준다.
    • 시퀀스 넘버 기반 오류 제어 방식을 사용하고 흐름 제어, 분할/분리 및 오류 제어를 통해 데이터에 오류를 잡는다.
  • TCP(Transmission Control Protocol)와 UDP(User Datagram Protocol) 프로토콜이 이 계층에서 동작합니다.
    • TCP : 신뢰성, 연결지향성
    • UDP : 비신뢰성, 비연결성, 실시간
  • 방화벽이나 프록시 서버가 예로 들 수 있다.

 

세션 계층 (Session Layer, 5계층)

  • 데이터 교환의 시작, 종료 및 동기화를 관리하며, 다중 세션을 지원한다.
  • 주 지점간 프로세스 및 통신하는 호스트 간 연결을 유지한다.
    • 포트(Port) 연결이라고도 한다.
    • 호스트가 갑자기 중지되지 않고 정상적으로 연결하는 데 책임이 있다.
  • 세션 설정 및 종료, 데이터의 청크화와 재전송 관리 등을 수행한다.
    • TCP/IP 세션 체결
    • 포트번호 기반 통신 세션 구성
  • API, Socket 등이 해당된다.

 

표현 계층 (Presentation Layer, 6계층)

  • 데이터의 형식 변환, 데이터 압축, 암호화 및 해독 등 데이터 형식에 관련된 변환을 수행한다.
    • JPEG, PNG, GIF, ASCII 등
  • 데이터의 표현 및 인코딩, 데이터 압축 및 암호화가 여기에 해당한다.

 

응용 계층 (Application Layer, 7계층)

  • 최종 사용자 및 응용 프로그램 간의 통신을 지원하며, 다양한 응용 프로토콜 및 서비스를 제공합니다.
  • HTTP, FTP, SMTP, POP3, DNS 등 다양한 응용 프로토콜과 애플리케이션이 이 계층에서 동작한다.

 

 

 

계층 이름 단위(PDU) 예시 프로토콜(Protocols) 디바이스
(Device)
7 응용 계층
(Application Layer)		 Data 텔넷(Telnet), 구글 크롬, 이메일, 데이터베이스 관리 HTTP, SMTP, SSH, FTP, Telnet, DNS, modbus, SIP, AFP, APPC, MAP  
6 표현 계층
(Presentation Layer)		 Data 인코딩, 디코딩,
암호화, 복호화		 ASCII, MPEG, JPEG, MIDI, EBCDIC, XDR, AFP, PAP  
5 세션 계층
(Session Layer)		 Data   NetBIOS, SAP, SDP, PIPO, SSL, TLS, NWLink, ASP, ADSP, ZIP, DLC  
4 전송 계층
(Transport Layer)		 TCP-Segment, UDP-datagram 특정 방화벽 및 프록시 서버 TCP, UDP, SPX, SCTP, NetBEUI, RTP, ATP, NBP, AEP, OSPF 게이트웨이
3 네트워크 계층
(Network Layer)		 Packet 라우터 IP, IPX, IPsec, ICMP, ARP, NetBEUI, RIP, BGP, DDP, PLP 라우터
2 데이터링크 계층
(DataLink Layer)		 Frame MAC 주소,
브리지 및 스위치		 Ethernet, Token Ring, AppleTalk, PPP, ATM, MAC, HDLC, FDDI, LLC, ALOHA 브릿지,
스위치
1 물리 계층
(Physical Layer)		 Bit 전압, 허브, 네트워크 어댑터, 중계기 및 케이블 사양, 신호 변경(디지털,아날로그) 10BASE-T, 100BASE-TX, ISDN, wired, wireless, RS-232, DSL, Twinax 허브,
리피터