[네트워크] OSI 7계층

계층구조

계층구조는 크고 복잡한 시스템의 잘 정의된 특정 부분을 논의할 수 있게 해준다.
계층구조는 시스템의 다른 요소에 영향을 주지 않고 서비스 구현을 변화시킬 수 있게 해준다.

 

계층구조의 개념

1. 한마디로 크고 복잡한 구조를 단순화 시키는 작업
2. 시스템이 계층구조를 가지게 되면, 그 계층이 제공하는 서비스의 구현을 변경하는 것도 매우 쉬움
3. 어떤 한 계층의 구현이 변하더라도 다른 계층에 영향을 미치지 않음
4. 네트워크 설계자들은 프로토콜(프로토콜을 구현하는 네트워크 하드웨어와 소프트웨어 또는 통합)을 계층으로 조직함
5. 각 계층은 그 계층 내부에서 어떤 동작을 수행하거나, 직접 하위 계층의 서비스를 사용하게 됨

OSI 7계층

OSI 7 Layers

OSI 7계층이란, 통신 접속에서 완료까지의 과정을 7단계로 정의한 국제 통신 표준 규약이다.

OSI 7계층이 생긴 이유

1. 시스템이 계층 구조를 가지게 되면 그 계층이 제공하는 서비스의 구현을 변경하기가 쉽다.
2. 어떤 한 계층의 구현이 변하더라도 다른 계층에 영향을 미치지 않기 때문이다.
3. 따라서 네트워크 설계자들은 네트워크 통신 과정을 모두 7단계로 나누게 되었다.

OSI 7계층

1계층 - 물리계층(Physical Layer)

1. 컴퓨터 간의 통신을 위해서 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꿔야 하는데(인코딩), 이 역할을 담당하는 것이 물리 계층이다.
2. 즉, 물리 계층은 0과 1의 나열을 아날로그 신호로 바꾸어 전선으로 흘려 보내고 아날로그 신호가 들어오면 0과 1의 나열로 해석하여(디코딩) 물리적으로 연결된 두 대의 컴퓨터가 통신할 수 있게 해주는 역할을 담당하고 있다.
3. Ex) 통신 케이블, 허브

여러 대의 컴퓨터가 통신할 때 단순히 전기가 통하는 물리적인 선을 이용하여 데이터를 전달하게 된다면 모든 컴퓨터가 데이터를 수신하는 상황이 발생한다. 이때 특정 컴퓨터로 데이터를 전송할 수 있게끔 해주는 것이 스위치이다. 더 나아가 다른 네트워크들의 스위치를 이어 다른 네트워크에 속한 컴퓨터들간의 통신을 할 수 있게끔 해주는 것이 라우터이다. 스위치 + 라우터를 L3스위치라고 하며 랜 카드는 고유한 MAC 주소를 가지고 통신하며, 전송 단위는 프레임이다.

 

2계층 - 데이터 링크계층(DataLink Layer)

1. 만약 스위치로 연결된 여러 대의 컴퓨터가 한대의 데이터에게 동시에 데이터를 전송하게 되면 어떻게 구분하여 수신할 수 있을까?
2. 데이터의 앞 뒤에 특정한 비트열을 붙여 데이터를 구분할 수 있도록 해주는 Framing을 활용하면 해결할 수 있다.
3. 데이터 링크계층은 같은 네트워크에 있는 여러 대의 컴퓨터들이 데이터를 주고받기 위해 필요한 모듈이며 Framing은 데이터 링크계층에 속하는 작업들 중 하나이다.
4. Ex) 랜카드

 

3계층 - 네트워크 계층(Network Layer)

1. 다른 네트워크에 있는 컴퓨터와 통신을 하기 위해서는 그 컴퓨터를 식별할 수 있는 고유의 값이 있어야 하는데 그것이 바로 IP 주소이다. (데이터에 IP주소를 포함시켜 전송하는데 이를 패킷이라고 한다) 
2. 그렇다면 통신을 위해서는 다른 컴퓨터의 IP주소를 알아야하는데 이때 사용되는 것이 바로 DNS이다. 
3. 그렇다면 IP주소를 가지고 어떤 경로로 데이터를 보내면 되는지 알 수 있을까? -> 라우팅
4. 네트워크 계층이란 연결된 수많은 네트워크 어딘가에 있는 컴퓨터로 데이터를 전송하기 위해 IP주소를 이용하여 길을 찾고(Routing) 다음 라우터에게 데이터를 넘겨주는 역할(Forwarding)을 담당한다.
5. 운영체제 커널에 구현되어 있다.

 

4계층 - 전송 계층(Transport Layer)

1. 컴퓨터 내의 어떤 어플리케이션으로 데이터를 전달할지 어떻게 알 수 있을까?
2. 전송 계층이란 포트 번호를 사용하여 최종 도착지인 프로세스까지 데이터를 도달하게 하는 역할을 담당하는 계층이다.
3. Ex) TCP 프로토콜, UDP 프로토콜
4. 운영체제 커널에 구현되어 있다.

 

5계층 - 세션 계층(Session Layer)

1. 통신 시스템 사용자간의 연결을 유지 및 설정한다.
2. 통신 시스템의 사용자간에 '대화'하기 위해서는 하나의 '세션'이 열려야한다.

 

6계층 - 프레젠테이션 계층(Presentation Layer)

1. 서로 데이터를 주고 받을 때 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어준다.
2. Ex) 암호화, 복호화, 데이터 형식 구분, 파일 형식 변경

 

7계층 - 애플리케이션 계층(Application Layer)

1. 웹이나 이메일 혹은 그 외의 다양한 서비스를 제공하는 계층이며 각 서비스는 자신만의 프로토콜을 가지고 있다.
2. Ex) HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet

 

Reference

https://post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=27612269&memberNo=2521903

네트워크 통신 계층: OSI 7 계층 바로 알기

https://www.youtube.com/watch?v=1pfTxp25MA8