[Network] OSI 7 계층 (OSI 7Layer) 개념 및 정리

OSI 7 계층이란?

네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것을 의미하며 국제표준화기구(ISO)에서 네트워크 간의 호환을 위해 OSI 7 계층이라는 표준 네트워크 모델을 만들었다.

 

이렇게 정의하는 이유는 통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악하기 위함과 통신 과정 중에 이상이 생겼을 때 다른 단계의 장비나 소프트웨어 등을 건드리지 않고 장애를 일으킨 단계에서 문제를 해결할 수 있기 때문이다.

계층 기능

1 계층 : 물리 계층(Phsical Layer)

• 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 데이터를 전송한다. 
• 단지 데이터를 전달하려고 할 뿐 데이터가 무엇인지 어떤 에러가 있는지 등에는 전혀 신경 쓰지 않고 단순히 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능만 한다.
• 데이터의 전송 단위는 비트(bit)이다.
• 대표적인 장비 : 케이블, 무선 주파수 링크, 리피터, 허브

 

2 계층 : 데이터 링크 계층(DataLink Layer)

• 장치 간 신호를 전달하는 물리계층을 이용하여 네트워크 상의 주변 장치들 간의 데이터를 전송(Point-To-Point 전송)하는 역할을 한다.
• 물리 계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 도와주는 역할을 한다.
• 오류를 찾아주기도 하고 재전송하는 기능을 가지고 있다
• MAC 주소를 통해서 통신한다.
• 데이터의 전송 단위는 프레임(Frame)이다.
• 대표적인 장비 : 브리지, 스위치
• 프로토콜 : 이더넷(Ethernet), PPP, HDLC, ALOHA

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3 계층 : 네트워크 계층(Network Layer)

• 라우팅 기능을 맡고 있는 계층으로 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 데이터를 보내는 기능을 가지고 있다. (최적의 경로를 설정 가능하다.)
• 다양한 길이의 데이터를 네트워크를 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공한다. 
• 데이터를 다른 네트워크를 통해 전달함으로써 인터넷이 가능하게 만드는 역할을 한다.
• 라우팅, 흐름 제어, 세그멘테이션, 오류 제어, 인터네트워킹 등을 수행한다.
• 논리적인 주소 구조(IP) 즉 네트워크 관리자가 직접 주소를 할당하는 구조이며 계층적이다.
• 데이터의 전송 단위는 패킷(Packet)이다.
• 대표적인 장비 : 라우터, L3, 스위치
• 프로토콜 : IP, RIP, ARP, ICMP

 

4 계층 : 전송 계층(Transport Layer)

• 양 끝단의 사용자들이 신뢰성 있고 정확한 데이터 전송을 할 수 있도록 해준다.
• 송신자와 수신자 간의 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송하기 위해 오류 검출 및 복구, 흐름 제어, 중복검사 등을 수행한다. 
• 데이터 전송을 위해서 Port 번호를 사용한다. 대표적인 프로토콜로 TCP와 UDP가 있다.
• 데이터의 전송 단위는 세그먼트(Segment)이다.
• 프로토콜 : TCP, UDP

 

5 계층 : 세션 계층(Session Layer)

• 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공한다. 즉 통신 장치 간 상호작용 및 동기화를 제공한다.
• 연결 과정에서 데이터 교환과 에러 발생 시의 복구를 관리하고 연결 시도 중 장시간 연결이 되지 않았다면 세션 계층의 프로토콜이 연결을 닫고 다시 연결을 시도한다.
• 동시 송수신 방식(duplex), 반이중 방식(half-duplex), 전이중 방식(Full Duplex)의 통신과 함께 체크 포인팅과 유휴, 종료, 다시 시작 과정 등을 수행한다.
• 데이터의 전송 단위는 메시지(message)이다.
• 프로토콜 : NetBIOS, SSH

 

6 계층 : 표현 계층(Presentation Layer)

• 데이터를 어떻게 표현할지 정하는 역할을 하는 계층이다. 
• 송신자에서 온 데이터를 해석하기 위한 응용계층 데이터 부호화, 변화를 해주는 역할
• 수신자에서 데이터의 압축을 풀 수 있는 방식으로 된 데이터 압축을 해주는 역할
• 데이터의 암호화와 복호화 (EBCDI로 인코딩된 문서 파일을 ASCII로 인코딩된 파일로 바꿔 주는 역할)
• 데이터의 전송 단위는 메시지(message)이다.
• 프로토콜 : JPG, MPEG, AFP, PAP

 

7 계층 : 응용 프로그램 계층(Application Layer)

• 사용자와 가장 밀접한 계층으로 인터페이스 역할을 한다.
• 이 계층에서 작동하는 응용 프로그램은 사용자와 직접적으로 상호작용한다.
• 응용 프로세스 간의 정보 교환을 담당한다. Ex. 전자메일, 인터넷, 동영상 플레이어 등
• 프로토콜 : HTTP, FTP, HTTPS, SMTP, SSH, RDP, WebSocket