<CS 지식> OSI 7 계층

OSI?

• Open Systen Interconnection의 약자로, 개방형 시스템 상호 연결을 위한 기초 참조 모델
• 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것
• 7단계 중 이상이 생기면 다른 단계와 독립적으로 그 단계만 수정이 가능
  (It is because of the fact that it will be easy for troubleshooting the network problems. Only the layer in which the problem exist will be modified. Other layers are left untouched.)
• 현재의 인터넷은 각 계층의 역할들이 합쳐지면서 TCP/IP 4계층 모델

1. 물리계층 Physical Layer

• 단위 : bit, protocol : DSL,ISDN
• 주로 전기적, 기계적, 기능적 특성을 이용해 통신 케이블로 데이터 전송
• 데이터 프레임 내부의 각 bit를 한 노드에서 다음 노드로 실제로 이동
• 이 계층에서는 단지 데이터를 전달만 할 뿐, 전송하려는 (또는 받으려는) 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지 등에는 전혀 신경쓰지 않음
• 데이터를 전기적인 신호로 변환해 주고 받는 기능만 함
• 케이블, 리피터, 허브 등을 통해 데이터 전송

2. 데이터링크 계층 DataLink Layer

• 단위 : frame, protocol : PPP< Ethernet, Token ring, IEEE...
• 물리 계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달 수행
• 데이터를 frame 단위로 한 네트워크 요소에서 이웃 네트워크 요소로 전송
• bridge, switch를 통해 MAC 주소를 가지고 통신
• Point to Point 간 신뢰성있는 전송을 보장하기 위한 계층으로 CRC 기반의 오류 제어와 흐름 제어가 필요
• 에러검출, 재전송, 흐름제어

3.네트워크 계층 Network Layer

• 단위 : datagram, packet, protocol : ARP, ICMP..

• 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 (라우팅)기능

• 경로를 선택하고, 주소를 정하고, 경로에 따라 패킷을 전달해주는 것이 이 계층의 역할

• 네트워크 계층은 여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할

• 라우팅, 흐름 제어, 세그멘테이션, 오류 제어, 인터네트워킹 등 수행

• 주소부여 (IP), 경로설정 (Route)

• TCP/IP 상에서 IP계층이란 네트워크 주소를 정의하고 IP 패킷의 전달 및 라우팅을 담당하는 계층

• 패킷의 전달을 책임지는 IP, 패킷 전달 에러의 보고 및 진단을 위한 ICMP, 복잡한 네트워크에서 인터네트워킹을 위한 경로를 찾게해주는 라우팅 프로토콜

4. 전송 계층 Transport Layer

• 단위 : segment, protocol : TCP, UDP, SCTP..
• 상위 계층의 메시지를 하위 계층으로 전송
• 양 끝단 (End to End)의 사용자들이 신뢰성있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해주어 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해줌
• 메시지의 오류를 메시지가 클 경우 이를 나눠서 segmentation 네트워크 계층으로 전달, 그리고 받은 패킷을 재조립해서 상위 계층으로 전달
• TCP, UDP

5. 세션 계층 Session Layer

• 단위 : messsage, protocol : NetBIOS, TLS..
• 데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결
• 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공
• duplex, half-duple, full-duplex의 통신과 함께 체크포인팅과 종료, 시작 과정 수행
• TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임
• 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류복구, 명령들을 일괄적으로 다룸

6. 표현 계층 Presentation Layer

• 단위 : messsage, protocol : ASCII, MPEG
• 데이터 암,복호화와 같이 응용 계층에서 교환되는 데이터의 의미 해석
• 응용프로그램과 네트워크 간 정해진 양식대로 데이터 변환
• e.g. 해당 데이터가 text인지, 그림인지, gif 인지, jpg 인지 등 구분

7. 응용계층 Application Layer

• 단위 : message, protocol : HTTP, SMTP, FTP, SIP...

• 통신의 최종 목적지, 응용 프로그램들이 통신으로 활용하는 계층

• 사용자에게 가장 가까운 계층이며 웹 브라우저, 응용 프로그램들을 통해 사용자와 직접적으로 상호 작용

• 많은 protocol 이 존재하는 계층으로 사용자와 가장 직접적으로 상호작용

• 새로운 protocol 추가도 굉장히 쉬움

• 네트워크 소프트웨어 UI 부분, 사용자의 입출력 (I/O)부분

• HTTP : 웹 상에서 웹 서버 및 웹 브라우저 상호 간 데이터 전송을 위한 응용계층 프로토콜로 처음에는 www 상의 하이퍼텍스트 형태의 문서를 전달하는데 주로 이용되었고 현재는 이미지, 비디오, 음성 등 거의 모든 형식의 데이터 전송 가능