OSI 7 계층

OSI 7 계층은 국제표준화기구(ISO)에서 제정한 네트워크 통신 표준 모델로, 복잡한 네트워크 구조와 통신 과정을 7개의 계층으로 나누어 설명한 것이다.
각 계층은 독립적으로 정의되어 있어, 네트워크 설계와 문제 해결, 프로토콜 개발 및 상호 운용성 확보에 중요한 역할을 한다.

계층 구조

1. 물리 계층

• 데이터를 0과 1의 비트 형태로 전기적, 광학적 신호로 변환해 실제 전송 매체(케이블, 전파 등)를 통해 송수신한다.
• 전송 속도, 전압, 케이블 규격, 커넥터 등 물리적 특성 정의하는 계층이다.
• 주요 프로토콜로는 RS-232C, 이더넷이 있다.
• RS-232C는 직렬 통신 표준으로 컴퓨터와 주변기기 간 저속 데이터 전송에 사용한다.
• 이더넷은 LAN에서 데이터가 실제로 전송되는 방식(10BASE-T 등)이다.

2. 데이터 링크 계층

• 물리 계층에서 받은 비트 스트림을 프레임 단위로 묶어 오류 검출, 수정, 흐름 제어, 순서 제어를 담당한다.
• 인접한 두 장치 간 신뢰성 있는 데이터 전송 보장하고 MAC 주소를 사용한다.
• 주요 프로토콜로는 Ethernet, PPP(Point to Point Protocol), HDLC, MAC이 있다.
  • Ethernet -> Lan에서 가장 널리 쓰이는 프레임 기반 프로토콜
  • PPP(Point to Point Protocol) -> 두 지점 간 직접 연결에 사용하고 인증, 압축을 지원한다.
  • HDLC(High-level Data Ling Control) -> 동기식 데이터 링크 제어 프로토콜. 신뢰성을 보장한다.
  • MAC -> 네트워크 내에서 데이터의 전송 권한을 제어한다.

3. 네트워크 계층

• 패킷(데이터그램) 단위로 데이터를 전송, 논리적 주소(IP) 할당, 라우팅 및 경로 선택, 트래픽 제어를 담당한다.
• 주요 프로톹콜로는 IP, ICMP, ARP, RARP, RIP, OSPF, BGP가 있다.
  • IP(Internet Protocol) -> 패킷의 논리적 주소 지정 및 라우팅 담당.
  • ICMP(Internet Control Message Protocol) -> 네트워크 진단(예: ping), 오류 메시지 전송.
  • ARP(Address Resolution Protocol) -> IP 주소를 MAC 주소로 변환.
  • RARP(Reverse ARP) -> MAC 주소를 IP 주소로 변환.
  • RIP,OSPF,BGP -> 라우팅 프로토콜로, 네트워크 내 최적 경로를 결정.

4. 전송 계층
   -종단 간(End-to-End) 신뢰성 있는 데이터 전송, 오류 복구, 흐름 및 혼잡 제어, 데이터 분할 및 재조립을 담당한다.

• 주요 프로토콜로는 TCP, UDP, SCTP, DCCP가 있다.
  • TCP -> 연결 지향, 신뢰성 보장, 순서 보장, 오류 제어, 흐름/혼잡 제어.
  • UDP -> 비연결형, 빠른 전송, 신뢰성 미보장, 실시간 서비스에 적합
  • SCTP -> 메시지 기반, 멀티스트림 지원, 신뢰성 보장.
  • DCCP -> UDP와 유사하지만 혼잡 제어 기능 추가.

5. 세션 계층

• 응용 간 세션(연결) 설정, 관리, 종료, 동기화, 체크포인트 설정, 세션 복구, 다중 세션 관리를 담당한다.
• 주요 프로토콜로는 NetBIOS, RPC, PPTP, L2TP, SIP, RTCP가 있다.
  • NetBIOS -> 네트워크 기본 입출력 서비스, 세션 관리 지원.
  • RPC -> 원격 시스템의 프로시저 호출 지원
  • PPTP -> VPN 등 터널링 지원
  • L2TP -> VPN 터널링, PPTP보다 보안 강화
  • SIP -> VoIP 등에서 세션 제어.
  • RTCP -> RTP와 함께 멀티미디어 세션 품질 관리

6. 표현 계층
   데이터 형식의 변환(인코딩/디코딩), 압축, 암호화 및 복호화, 서로 다른 시스템 간 데이터 표현 방식 차이 해소를 지원한다.

• 주요 프로토콜로는 TLS/SSL, AFP, SMB가 있다.
  • TLS/SSL -> 데이터 암호화 및 보안 통신(일부 기능이 세션 계층과 중첩).
  • AFP -> 애플 파일 공유 프로토콜
  • SMB -> 파일, 프린터 공유 프로토콜.

7. 응용 계층

• 사용자와 직접 상호작용하는 네트워크 서비스 제공(웹, 이메일, 파일 전송 등), 네트워크 접근 및 리소스 공유를 지원한다.
• 주요 프로토콜로는 HTTP/HTTPS, FTP, SMTP, DNS, Telnet/SSH등을 지원한다.
  • HTTP/HTTPS -> 웹 브라우저와 서버 간 통신, HTTPS는 SSL/TLS로 암호화.
  • FTP -> 파일 전송, 업로드/다운로드 지원.
  • SMTP -> 이메일 송신.
  • DNS -> 도메인명과 IP 주소 변환.
  • Telnet/SSH -> 원격 접속(SSH는 암호화 지원).