[네트워크] OSI 7계층

OSI 7계층이란?

OSI 7 계층은 네트워크 통신과정에서 일어나는 일을 7가지 단계로 나눈 것을 말합니다.

왜 7단계로 나누었을까?

• 통신과정에서 일어나는 일을 단계별로 알 수 있으며,
• 특정한 곳에 이상이 발생하면 해당 단계만 수정하면 되기 때문입니다.

예를 들어,

• 회사 내 모든 컴퓨터에서 문제가 발생한 경우 → 1~3계층 문제일 가능성
• 특정 컴퓨터에서만 문제가 발생한 경우 → 4~7계층 문제일 가능성

각 계층에 대해 알아보자

1. Physical Layer (물리 계층, 1계층)

• 데이터를 전기적인 신호로 변환하여 통신 케이블을 통해 주고받는 역할을 합니다.
• 데이터 전달에만 신경 쓰며, 어떤 데이터인지, 오류 여부 등은 신경 쓰지 않습니다.
• 케이블, 리피터, 허브 등을 통해 데이터 전송이 이루어집니다.

2. DataLink Layer (데이터링크 계층, 2계층)

• 물리 계층으로 전달되는 데이터에 대해 오류와 흐름을 관리하여 안정적으로 정보가 전달되도록 합니다.
• 같은 네트워크에 포함된 두 장치 간의 데이터 전달을 담당합니다.
• 데이터를 프레임(Frame) 단위로 캡슐화합니다.
• 브릿지, 스위치를 통해 MAC 주소를 기반으로 통신합니다.
• 오류 검출, 흐름 제어, 재전송 기능이 포함됩니다.

관련 프로토콜: Ethernet, Wi-Fi(802.11), PPP, ARP

3. Network Layer (네트워크 계층, 3계층)

• 데이터를 다른 네트워크에 있는 목적지까지 안전하고 빠르게 전달합니다.
• 라우터를 통해 목적지 IP 주소까지 경로를 탐색합니다.
• 그리고 4계층에서 전달받은 데이터에 IP 헤더를 추가하여 패킷(Packet) 단위로 전달합니다.

전달 예시

1. "안녕"이라는 메시지를 보내려 할 때, A의 IP주소를 IP헤더로 붙여 스위치로 보냅니다.
2. 스위치에선 현재 같은 네트워크에 1.32.xx.xx 주소가 있는지 확인합니다.
3. 해당 주소를 가진 기기가 없을 경우 데이터를 라우터로 전송합니다.
4. 라우터에서 최적의 경로를 탐색하여 데이터를 전달합니다.
5. 목적지 라우터에서 스위치로 전달합니다.
6. 스위치가 1.32.xx.xx 주소를 가진 기기로 데이터 전달합니다.

4. Transport Layer (전송 계층, 4계층)

• TCP와 UDP 프로토콜을 통해 통신을 활성화합니다.
• 포트를 열어두고 프로그램들이 전송을 할 수 있도록 합니다.

프로토콜	특징
TCP	신뢰성 보장, 연결지향형
UDP	비신뢰성, 비연결형, 실시간

5. Session Layer (세션 계층, 5계층)

• 응용 프로그램 간의 연결, 유지, 종료를 관리합니다.
• 데이터 교환 중 에러가 발생하면 동기화 지점을 설정해 복원할 수 있도록 합니다.
• 전송 계층에서도 연결을 맺고 종료할 수 있지만,
  세션 계층은 응용 프로그램 관점에서 관리합니다.

6. Presentation Layer (표현 계층, 6계층)

• 전송하는 데이터의 표현방식을 결정합니다.
• 데이터 압축, 암호화, 인코딩/디코딩을 수행합니다.

7. Application Layer (응용 계층, 7계층)

• 최종 목적지, 사용자와 가장 가까운 계층입니다.
• 응용 프로세스와 직접 연결되며, 일반적인 응용 서비스를 수행합니다.

대표 프로토콜: HTTP, FTP, SMTP 등