[CS] OSI 7계층에 대해서 알아보자

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OSI 7계층의 정의와 송신부, 수신부, 각 계층별 역할에 대해 정리한 글입니다.

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1. OSI 7계층이란?

OSI 7계층 (Open Systems Interconnection Reference Model 7 Layers)이란 ISO(국제 표준화 기구)에서 네트워크 통신이 이뤄지는 과정을 7단계로 나눈 네트워크 표준 모델입니다.

1.1. OSI 7계층은 왜 사용하는가?

1. 복잡한 시스템을 보다 쉽게 설명할 수 있습니다.

   • 엔지니어가 OSI 모델을 사용하여 네트워크 아키텍처 시스템을 구현하면 주요 기능에 따라 운영 계층을 분리할 수 있습니다.

   • 이렇게 전체적인 기능을 분리하면 다른 사용자들의 시스템 이해를 도울 수 있습니다.

2. 더 빠른 개발이 가능해집니다.

   • 엔지니어 자신이 새 시스템을 구축할 때 어떠한 방식으로 통신하는가를 알고 있기 때문에 작업을 더 잘 이해할 수 있게 됩니다.

3. 표준화가 쉬워집니다.

   • 네트워크 통신 개발을 표준화하여 시스템에 대한 사전지식이 없는 사람이더라도 매우 복잡한 시스템을 신속하게 이해, 구축, 분해할 수 있도록 돕습니다.

1.2. OSI 7계층의 송수신 흐름

OSI 7계층의 송수신 흐름은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

• 데이터를 송신할 경우 높은 계층 -> 낮은 계층 순서대로 데이터를 전달합니다.
• 데이터가 수신부(송신부)의 가장 낮은 계층인 물리 계층에 도달하면 데이터를 수신하게 되는데, 낮은 계층 -> 높은 계층 순서대로 데이터를 전달합니다.

1.3. 데이터 캡슐화

OSI 7계층의 각 계층은 독립적이며 필요한 정보를 추가해 데이터를 가공하게 됩니다.

가공할 때에 header와 trailer가 붙게 되는데 이를 데이터 캡슐화라고 합니다.

데이터 수신부의 같은 계층에서 데이터 호환성을 높이고 오류를 최소화하기 위함입니다.

이렇게 데이터 송신부에서의 데이터 캡슐화가 완료되면 데이터는 수신부로 전달되어 물리 계층부터 응용 계층까지 캡슐화를 진행하며 붙었던 header와 trailer를 제거하는 역캡슐화를 진행하게 되는데요,

이 과정에서 각 계층은 필요한 제어 정보를 얻을 수 있습니다.

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2. OSI 7계층의 각 계층

2.1. 응용 계층 (7계층)

• HTTP, FTP 등의 프로토콜을 응용 프로그램의 UI를 통해 제공합니다.

2.2. 표현 계층 (6계층)

• 데이터를 표준화된 형식으로 변경합니다.

2.3. 세션 계층 (5계층)

• 세션의 유지 및 해제 등 응용 프로그램 간 통신 제어와 동기화를 진행합니다.

2.4. 전송 계층 (4계층)

• 신뢰성 있는 데이터를 전달하기 위한 계층입니다.
• TCP UDP같은 전송 방식과 포트 번호 등을 결정합니다.

2.5. 네트워크 게층 (3계층)

• 데이터를 송신부 -> 수신부까지 보내기 위한 최적의 경로를 선택하는 라우팅(routing) 작업을 수행합니다.
• 이 때 선택한 최적의 경로를 라우트(route)라고 합니다.
• 네트워크 계층의 장비로는 라우터(router)가 있습니다.

2.6. 데이터 링크 계층 (2계층)

• 데이터 흐름을 관리하며 데이터의 오류 검출 및 복구 등을 수행합니다.
• bridge, switch, ethernet이 장비에 해당합니다.

2.7. 물리 계층 (1계층)

• 데이터를 비트bit 단위의 0과 1로 변환한 후 장비를 사용하여 전송하거나 전기 신호를 데이터로 복원하는 작업을 수행합니다.
• repeater, hub 등이 장비에 해당합니다.

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