OSI 7계층이란
Open Systems Interconnection
컴퓨터 네트워크에서 데이터 통신의 과정을 일곱 개의 계층으로 나눈 개념 모델
각 계층은 특정한 기능을 수행하고, 데이터 흐름을 조정하며, 통신에 필요한 서비스를 제공함
7계층으로 나눈 이유
새로운 기술이나 서비스가 도입될 때 유연성과 확장성을 제공함. 새로운 기능이나 서비스는 해당하는 계층에 추가되거나 기존 계층의 수정 없이 독립적으로 구현될 수 있음.
이 모델은 국제 표준화 기구(ISO)에서 정의한 표준이며, 이를 따르는 네트워크 시스템은 상호 연결과 상호 운용성을 보장할 수 있음.
송신 시:
데이터를 송신할때는 데이터는 최상위 계층인 응용 계층에서 최하위 계층인 물리 계층으로 이동한다.
수신 시:
데이터를 수신할때는 데이터는 최하위 계층에서 최상위 계층으로 이동해 유저에게 제공된다.
데이터 송수신 과정 시 데이터가 이동하는 단위(PDU)
ex> 카톡으로 '안녕' 이라는 데이터를 보낼때 최상위 계층에서 최하위 계층으로 이동함
응용 계층, 표현 계층, 세션 계층에서는 그냥 'data'
전송 계층에서는 data에 전송 계층 헤더를 붙임 segment : header + data
네트워크 계층에서도 또 헤더를 붙임 packet : header + segment
데이터-링크 계층에서도 또 헤더를 붙임 frame : header + packet
물리 계층에서는 통신 선로를 통해 비트 단위로 변환해서 수신자에게 보냄
수신할때는 물리 계층부터 차례대로 올라가면서 헤더를 하나하나 떼서 응용 계층까지 올라감
OSI 7계층
물리 계층(Physical Layer):
- 7계층 중 최하위 계층
- 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하게 됨
- 케이블, 허브, 리피터 등의 장치
데이터-링크 계층(Data-Link Layer):
- 인접한 노드들 간의 신뢰성 있는 정보 전달
- 스위치, 브리지 등의 장치
데이터 프레임 : 고정된 길이의 데이터 조각으로 나누어진 패킷. 데이터를 전송할 때 노드간의 신뢰성을 보장하기 위해 사용됨. 일반적으로 데이터를 프레임으로 분할하여 전송함으로써 오류 검출 및 수정을 용이하게하고, 재전송이 필요한 경우에도 프레임 단위로 재전송을 수행할 수 있음.
헤더(Header), 페이로드(Payload), 트레일러(Trailer)로 이루어져 있음.
송신자 측에서 생성되며, 수신자는 프레임을 수신하여 헤더 정보를 분석하고 페이로드를 추출하여 상위 계층으로 전달
-> 데이터의 신뢰성, 오류 제어 보장
스위치(Switch) : 네트워크에서 데이터 패킷을 전달하는 장치. 데이터 패킷을 받아서 목적지 MAC 주소를 확인하여 적절한 포트로 전달함. 대규모 네트워크에서 네트워크 트래픽을 분산시키는 역할 수행
브리즈(Bridge) : 스위치와 유사한 역할을 수행. 주로 두 개의 네트워크 세그먼트를 연결하여 통신. 스위치와 달리 주로 작은 규모의 네트워크에서 사용되며, 서로 다른 서브넷에 속하는 호스트들 간의 통신을 가능하게 해줌. 브리지를 사용하여 서로 다른 서브넷을 연결하면 호스트들은 브리지를 통해 다른 서브넷에 있는 호스트들과 통신할 수 있게 됨
네트워크 계층(Network Layer):
- 패킷의 경로 선택과 라우팅을 관리함
- 여러 경로 중에서 최적의 경로를 선택하여 패킷을 목적지까지 전달함
- IP(Internet Protocol)주소를 할당하고, 라우팅 테이블을 구성하여 패킷을 다음 목적지로 전달함
- 라우터가 이 계층에 속함
네트워크 계층은 다양한 프로토콜을 사용하여 동작함. 그 중에 가장 일반적으로 사용되는 프로토콜이 IP인거임.
IP는 인터넷에서 호스트 간의 통신을 가능하게 하는 기본 프로토콜로, 네트워크 계층에서 데이터를 전달하고 경로 선택을 수행함
전송 계층(Transport Layer):
- 양 종단 간의 신뢰성 있는 정보를 전달할 때 사용함
- 오류 제어, 흐름 제어 담당
- TCP(Transmission Control Protocol)와 UDP(User Datagram Protocol) 프로토콜이 이 계층에서 동작
TCP : 신뢰성 있는 연결 지향형 통신을 제공, 데이터의 분실을 방지하고 순서 보장
UDP : 비신뢰성이지만 실시간 통신이 필요한 경우에 유용
세션 계층(Session Layer):
- 연결 설정 담당
- 데이터의 교환, 동기화, 대화 제어 등을 관리
표현 계층(Presentation Layer):
- 데이터 암호화,복호화 담당
- 데이터 형식 변환의 경우, 예를 들어 응용 프로그램 A에서 생성된 데이터를 JSON 형식으로 표현하고, 응용 프로그램 B에서는 XML 형식으로 표현하는 경우, 표현 계층은 이러한 형식 간의 변환을 수행하여 데이터의 호환성을 제공함
- 데이터를 전송하기 전에 암호화된 형태로 변환하거나, 수신 측에서 암호화된 데이터를 복호화하여 사용 가능한 형식으로 변환하는 역할을 수행함
응용 계층(Application Layer):
- 응용 계층에서 데이터는 메시지 또는 파일 등의 형태로 표현됨
- 사용자와 네트워크 사이의 인터페이스 역할을 담당
TCP/IP로 많이들 붙여서 말하는데
TCP는 신뢰성 있는 전달을 말한다고 생각하면 되고, IP는 신속한 전달을 말한다고 생각하면 됨
