네트워크에 대해 공부해본 적이 있는 사람이라면 OSI 7계층과 TCP/IP 4계층에 대해 한번쯤 들어봤을 것이다. 이번 글에서는 해당 주제를 다뤄보려 한다.
네트워크 통신 절차 (예시)
먼저, 다음과 같은 예시를 통해 이해해보자.
<PC 크롬 브라우저에서 네이버 웹사이트를 접속하는 경우>
- 크롬 브라우저에서 www.naver.com을 입력한다.
- 크롬 브라우저는 이를 네트워크에서 통신 가능한 '패킷(packet)' 형태로 만든다.
- 해당 패킷을 네트워크에 흘려 보낸다.
- 네트워크 중간에 있는 기기 '라우터(router)'들이 이 패킷을 읽고 네이버 서버로 전달한다.
- 네이버 서버는 이 패킷을 다시 풀어 웹서버가 읽을 수 있는 형태로 만든 뒤, 웹서버에 전달한다.
프로토콜
프로토콜이란 쉽게 말해 통신을 위한 규약이다.
예를 들어, A라는 사람이 생년월일 정보를 B에게 전달한다고 가정해보자.
A가 "제 생년월일은 010203이에요"라고 한다면,
B는 별다른 설명 없이도 앞의 01이 생년, 중간 두 자리 02이 월, 마지막 두 자리 03이 일이라는 것을 알고 있을 것이다.
이처럼 문법, 해당 문법의 의미, 이것으로 어떤 액션을 취할 것인지 등의 규칙 을 통틀어 '프로토콜'이라고 한다.
네트워크에서 계층이 존재할 경우, 하위 계층은 상위 계층에게 서비스를 제공하고 상위 계층은 이를 이용하게 된다.
그러기 위해서는 계층 간의 인터페이스가 잘 정의되어 있어야 하며, 이 정의된 인터페이스를 프로토콜이라고 한다.
OSI 7계층 모델과 예시
OSI 7계층이란 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것이다.
앞선 예시를 사진을 참고하며 다시 한 번 이해해보자.
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앞선 예시에서 송신 호스트는 사용자이며, 수신 호스트는 네이버 서버가 된다.
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송신 호스트가 응용 계층(브라우저)에서 데이터(URL)을 입력한다.
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해당 데이터는 전송이 되기 전 표현 계층, 세션 계층, 전송 계층, 네트워크 계층, 데이터 링크 계층을 차례대로 지나며, 필요한 데이터를 기존 데이터에 추가한다.
- 각 계층에는 순서가 존재하며, 데이터는 해당 순서에 따라 전달된다.
- 각 계층은 이전 계층으로부터 데이터를 전달받은 뒤, 자신의 계층에서 기존 데이터에 필요한 데이터들을 추가로 붙인다.
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물리 계층에서는 완성된 데이터를 네트워크에 전송한다.
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서버는 전달받은 데이터를 물리 계층 -> 응용 계층 순으로 전달한다.
- 각 계층은 이전 계층으로부터 전달받은 데이터 중 필요한 데이터만 분리하여 해석한다.
- 각 계층은 이전 계층으로부터 전달받은 데이터 중 필요한 데이터만 분리하여 해석한다.
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응용 계층에서 전달 받은 요청을 수신 호스트에 전달한 뒤, 수신 호스트가 해당 요청의 응답을 다시 데이터로 만든다.
OSI 7계층
이번에는 각 계층에 대해 조금 더 자세히 알아보자.
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7계층 - 응용 계층 (Application Layer)
- 사용자와 상호작용을 하는 계층
- 응용 프로그램 및 사용자 인터페이스 제공
- 웹 서비스의 UI부분, 사용자의 입출력(I/O) 담당
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6계층 - 표현 계층 (Presentation Layer)
- 응용-네트워크 계층 간 데이터를 적절히 표현하는 부분 담당
- 데이터 형식 변환, 데이터 압축 및 암호화, 문자 코드 변환 등
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5계층 - 세션 계층 (Session Layer)
- 통신 세션을 구성하는 계층
- 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류복구 명령들을 일괄적으로 다
- 통신을 하기 위한 세션을 확립/유지/중
- TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 짐
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4계층 - 전송 계층 (Transport Layer)
- IP에 의해 전달되는 패킷의 오류를 검사하고 재전송 요구 등의 제어를 담당하는 계층
- 즉 오류 검출 및 복구, 흐름 제어, 중복 검사 등을 담당하는 계층
- 종단간(end-to-end) 신뢰성 있는 통신 제공 -> 상위 계층이 유효성, 효율성을 고려하지 않아도 되게 해줌
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3계층 - 네트워크 계층 (Network Layer)
- 경로를 선택하고 경로에 따라 패킷을 전달하는 역할
- 흔히 말하는 '라우터'가 해당 역할을 함
- 데이터를 목적지로 안전하고 빠르게 전달(라우팅)함
- IP 주소를 사용하여 목적지 식별
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2계층 - 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)
- 데이터의 오류와 흐름을 관리 -> 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 함
- MAC 주소를 가지고 통신 (MAC 주소는 변동 X)
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1계층 - 물리 계층 (Physical Layer)
- 물리적인 연결과 전송 매체를 다룸
- 데이터 비트를 신호로 변환하고 전송
- 해당 계층은 전달만 함. 데이터가 무엇인지, 에러가 있는지는 신경 X
TCP/IP 4계층 모델
OSI 7계층 모델은 네트워크 통신 표준화를 위한 개념 모델이다.
즉, 실제로 인터넷 통신이 OSI 7계층 모델처럼 동작하지는 않는다.
실제 인터넷 통신의 대부분은 TCP/IP 통신을 사용한다.
TCP/IP 통신은 TCP와 IP에 기반한 통신 방법으로, 이 통신에 특화된 모델을 TCP/IP 4계층 모델이라 한다.
아래 사진에서 알 수 있듯, TCP/IP 4계층은 OSI 7계층과 유사하지만 4계층으로 간소화 되어 있다.
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4계층 - 응용 계층 (Application Layer)
- OSI 7계층 모델의 응용, 표현, 세션 계층 기능을 담당
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3계층 - 전송 계층 (Transport Layer)
- OSI 7계층 모델의 전송 계층과 같음
- 프로세스 간의 신뢰성 있는 데이터 전송 담당
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2계층 - 인터넷 계층 (Internet Layer)
- OSI 7계층 모델의 네트워크 계층과 같음
- 컴퓨터 간 라우팅 담당
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1계층 - 네트워크 인터페이스 계층 (Network Interface Layer)
- OSI 7계층 모델의 데이터 링크, 물리 계층 기능 담당
- 네트워크 통신의 물리적인 부분
참고 링크
