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[네트워크] OSI 7 계층 본문

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[네트워크] OSI 7 계층

dykang 2023. 7. 25. 22:19
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OSI(Open Systems Interconnection Reference Model) 모델

국제 표준화기구(ISO)에서 개발한 모델로, 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것이다. 일반적으로 OSI 7 계층 모형이라고 한다.

OSI 7 계층

응용 계층(Application Layer) - 7 계층

응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행하는 계층이다. 응용 계층은 최상위 계층으로 사용자에게 직접적으로 보이는 부분이다.

주요 기능 : 프로세스 간의 정보 교환, 전자 사서함, 가상 터미널 등의 서비스 제공

포트 프로토콜 설명
21 FTP File Transfer Protocol-Control
FTP 연결 시 인증과 제어를 한다.
23 Telnet 텔넷 서비스로 원격지 서버의 실행 창을 얻어낸다
25 SMTP Simple Message Transfer Protocol
메일을 보낼 때 사용
53 DNS Domain Name Service
이름을 해석하는데 사용한다.

표현 계층(Presentation Layer) - 6 계층

애플리케이션이 다루는 정보를 통신에 알맞은 형태로 만들거나, 하위 계층에서 온 데이터를 사용자가 이해할 수 있는 형태로 만드는 역할을 담당하는 계층

수신자 장치에서 적합한 애플리케이션을 사용하여 응용 계층 데이터의 부호화 및 변환 수행을 통해 송신 장치로부터 온 데이터를 해석한다.

주요 기능 : 코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색, 정보 형식 변환, 문맥 관리 기능

데이터 단위 : 메세지

세션 계층(Session Layer) - 5 계층

세션 계층은 응용 프로그램 간의 대화를 유지하기 위한 구조를 제공하고, 이를 처리하기 위해 프로세스들의 논리적인 연결을 담당하는 계층이다. 통신 중 연결이 끊어지지 않도록 유지 시켜주는 역할 수행하기 위해 TCP/IP 세션 연결의 설정과 해제, 세션 메세지 전송등의 기능을 수행한다.

데이터 단위 : 메세지

전송 계층(Transport Layer) - 4 계층

이 계층은 통신을 활성화하기 위한 계층이며 보통 TCP 프로토콜을 이용하며 포트를 열어서 응용프로그램들이 전송을 할 수 있게 한다. 양 끝단의 사용자가 신뢰성 있는 데이터를 주고받게 하여 상위 계층이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 신경 쓰지 않게 해주는 계층이며 시퀀스 넘버 기반의 오류 제어 방식을 사용한다. 종단 간 통신을 다루는 최하위 계층으로 종단 간 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송하며, 기능은 오류 검출 및 복구흐름제어, 중복검사 등을 수행한다.

또한 전송된 목적지가 어떤 응용 프로그램인지 판별해주는 기능을 한다. 전송 계층의 특징을 요약하면 신뢰성/정확성효율성으로 구분할 수 있다.

  • 신뢰성/정확성 : 데이터를 목적지에 문제없이 전달하는 것
  • 효율성 : 데이터를 빠르고 효율적으로 전달하는 것

여기서 신뢰할 수 있고 정확한 데이터를 전달하는 통신을 연결형 통신이라고 하고,

효율적으로 데이터를 전달하는 통신을 비연결형 통신이라고 한다.

  • 연결형 통신 : 신뢰성/정확성이 우선인 통신이라서 여러 번 확인하고 보내는, 상대편과 확인해가며 통신하는 방식 ⇒ TCP 사용
    • TCP(Transmission Control Protocol)TCP헤더 : TCP로 전송할 때 붙히는 헤더. 목적지까지 데이터를 제대로 전송하기 위해 필요한 정보가 있다.
    • 데이터 단위 = 세그먼트(segment) = TCP 헤더가 붙은 데이터
  • 비연결형 통신 : 효율성이 우선인 통신이므로 확인 절차 없이 일방적으로 보내는, 상대편을 확인하지 않고 일방적으로 데이터를 전송하는 방식. ⇒ UDP사용
    • UDP(User Datagram Protocol)
    • UDP의 장점은 데이터를 효율적으로 빠르게 보내는 것이라서 스트리밍 방식으로 전송하는 동영상 서비스와 같은 곳에 사용된다.

관련 장비 : 게이트웨이

데이터 단위 : 세그먼트

네트워크 계층(Network Layer) - 3 계층

네트워크 계층은 여러개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층으로 다양한 길이의 데이터를 네트워크들을 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공한다.

경로를 선택하고 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해주는 것이 이 계층의 주 역할이다. 네비게이션의 역할을 함.

대표적으로 라우터가 있고 2계층의 장비 중 스위치라는 장비에 라우팅 기능을 장착한 Layer 3 스위치도 존재한다.

주요 기능 : 경로 설정, 데이터 교환 및 중계, 트래픽 제어, 패킷 정보 전송 수행

관련 장비 : 라우터

데이터 단위 : 패킷

프로토콜 설명
IP (Internet Protocol) - 패킷 교환 네트워크에서 정보를 주고받는데 사용하는 정보 위주의 규약
- 호스트의 주소 지정과 패킷 분할 및 기능을 담당
ICMP (Internet Control Message Protocol) - TCP/IP에서 IP 패킷을 처리할 때 발생되는 문제(오류 보고)를 알림
- 진단 등과 같이 IP계층에서 필요한 기타 기능들을 수행하기 위해 사용되는 프로토콜
IGMP (Internet Group Management Protocol)  - IP 멀티캐스트를 실현하기 위한 통신 프로토콜
- PC가 멀티개스트로 통신할 수 있다는 것을 라우터에 통지하는 규약

데이터 링크 계층(Data Link Layer) - 2 계층

해당 계층은 장치 간 신호를 전달하는 물리 계층을 이용하여 네트워크 상의 주변 장치들 간의 데이터를 전송하는 역할을 한다.

쉽게 말해 물리 계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할을 하는 것이다.

따라서 통신에서의 오류도 찾아주고 재 전송도 하는 기능을 가지고 있고 이 계층에서는 맥 주소를 가지고 통신하게 된다.

두 개의 인접 개방 시스템들 간의 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 함

주요 기능 : 흐름 제어, 프레임 동기화, 오류 제어, 순서 제어

관련 장비 : 브리지

데이터 단위 : 프레임

프로토콜 설명
Ethernet 비연결성모드, 전송속도 10Mbps 이상, LAN 구현 방식을 말함
HDLC (High-Level Data-Link Control) 고속 데이터 전송에 적합하고, 비트 전송을 기본으로 하는 범용의 데이터 링크 전송 제어절차
PPP (Point-to-Point Protocol) 전화선 같이 양단간 비동기 직렬 링크를 사용하는 두 컴퓨터간의 통신을 지원하는 프로토콜

물리 계층(Physical Layer) - 1 계층

전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 등 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의

이 계층에서는 단지 데이터를 전달만 할 뿐 전송하려는(또는 받으려는) 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지 등에는 전혀 신경 쓰지 않고 단지 데이터 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능만 가능하다.

관련 장비 : 리피터, 허브

데이터 단위 : 비트

프로토콜 설명
RS-232 보통 15m이하 단거리에서 38400bps까지 전송을 위한 직렬 인터페이스
X.25/X.21 X.25는 패킷 교환망, X.21은 회선 교환망에 대한 액세스 표준
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