OSI모델 네트워크 계층

startingfindmistake·2025년 12월 10일

개방형 시스템 상호 연결(OSI) 모델은 표준 프로토콜을 사용하여 다양한 통신 시스템이 통신할 수 있도록

국제표준화기구에서 만든 개념 모델입니다. 쉽게 표현하자면 OSI는 상이한 컴퓨터 시스템이 서로 통신할 수 있는 표준을 제공합니다.

1. 물리적 계층

이 계층에는 케이블, 스위치 등 데이터 전송과 관련된 물리적 장비가 포함됩니다.
이 계층은 또한 1과 0의 문자열인 비트 스트림으로 변환되는 계층입니다.
뿐만 아니라 두 장치의 물리적 계층은 신호 규칙에 동의해서 두 장치의 1이 0과 구별될 수 있어야 합니다.


2. 데이터 연결 계층

데이터 연결 계층은 네트워크 계층과 매우 비슷하지만,
데이터 연결 계층은 동일한 네트워크에 있는 두 개의 장치 간 데이터 전송을 용이하게 합니다.
데이터 연결 계층은 네트워크 계층에서 패킷을 가져와서 프레임이라고 불리는 더 작은 조각으로 세분화합니다.
네트워크 계층과 마찬가지로 데이터 연결 계층도 인프라 네트워크 통신에서 흐름 제어 및 오류 제어를 담당합니다.
(전송 계층은 네트워크 간 통신에 대해서만 흐름 제어 및 오류 제어만을 담당합니다.)

3. 네트워크 계층


네트워크 계층은 서로 다른 두 네트워크 간 데이터 전송을 용이하게 하는 역활을 합니다.
서로 통신하는 두 장치가 동일한 네트워크에 있는 경우에는 네트워크 계층이 필요하지 않습니다.
네트워크 계층은 전송 계층의 세그먼트를 송신자의 장치에서 패킷이라고 불리는 더 작은 단위로 세분화하여
수신 장치에서 이러한 패킷을 다시 조립합니다.
또한, 네트워크 계층은 데이터가 표적에 도달하기 위한 최상의 물리적 경로를 찾는데 이를 라우팅 이라고 합니다.

네트워크 계층 프로토콜에는 IP, 인터넷 제어 메시지 프로토콜(ICMP), 인터넷 그룹 메시지 프로토콜(IGMP), IPsec 등이 있다.


4. 전송 계층

두 기기 간의 종단 간 통신을 담당합니다.
여기에는 세션 계층에서 데이터를 가져와서 계층 3(네트워크 계층) 으로 보내기 전에 세그먼트라고 하는 조각으로 분할 하는 일이 포합됩니다.

수신 기기의 전송 계층은 세그먼트를 세션 계층이 이용할 수 있는 데이터로 재조립해야 합니다.

전송 계층은 또한 흐름 제어 및 오류 제어 기능의 역활도 합니다.

흐름 제어는 연결 속도가 빠른 송신자가 연결 속도가 느린 수신자를 압도하지 않도록 최적의 전송 속도를 결정합니다.

전송 계층은 수신된 데이터가 완료되었는지 확인하고 수신되지 않은 경우 재전송을 요청하여 최종 수신자에 대해 오류 제어를 수행 합니다.

전송 계층 프로토콜에는 전송 제어 프르토콜(TCP) 및 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)가 있습니다.


5. 세션 계층

두 기기 사이의 통신을 시작하고 종료하는 일을 담당하는 계층입니다.
통신이 시작될 때부터 종료될 때까지의 시간을 세션이라고 합니다.
세션 계층은 교환되고 있는 모든 데이터를 전송할 수 있도록 충분히 오랫동안 세션을 개방한 다음
리소스를 낭비하지 않기 위해 세션을 즉시 닫을 수 있도록 보장합니다.

또한 세션 계층은 데이터 전송을 체크포인트와 동기화합니다.

예를 들어 100MB의 파일이 전송되는 경우 세션 계층이 5MB마다 체크포인트를 설정할 수 있습니다.

52MB가 전송된 후 연결이 끊어 지거나 충돌이 발생하면 마지막 체크 포인트에서 세션을 재개하는 것이 가능합니다.

즉, 50MB의 데이터만 더 전송하면 됩니다.

체크 포인트가 없으면 전체 전송을 처음부터 다시 시작해야 합니다.


프레젠테이션 계층

이 계층은 주로 데이터를 준비하는 역활을 하여 애플리케이션 계층이 이를 사용할 수 있게 합니다.
즉 계층 6은 애플리케이션이 소비할 수 있도록 데이터를 프레젠테이션 합니다.
프레젠테이션 계층은 데이터의 변환, 암호화, 압축을 담당합니다.

서로 통신하는 두 개의 통신 장치는 서로 다른 인코딩 방법을 사용하고 있을 수 있으므로, 계층 6은 수신 장치의 애플리케이션 계층이 이해 할수 있는 구문으로 수신 데이터를 변환하는 일을 담당합니다.

장치가 암호화된 연결을 통해 통신하는 경우, 계층 6은 최종 송신자에게 암호화를 추가할 뿐만 아니라 최종 수신자에게 암호화를 디코딩하여 암호화되지 않은 읽기 쉬운 데이터로 애플리케이션 계층을 제시할 수 있도록 하는 역활을 합니다.

마지막으로, 프레젠테이션 계층은 애플리케이션 계층에서 수신한 데이터를
계층 5로 전송하기 전에 압축하는 일도 담당합니다.
전송할 데이터의 양을 최소화함으로써 통신의 속도와 효율을 높이는 데 도움이 됩니다.


7. 애플리케이션 계층

이 계층은 사용자의 데이터와 직접 상호 작용하는 유일한 계층입니다.
웹 브라우저 및 이메일 클라이언트와 같은 소프트웨어 애플리케이션은
통신을 개시하기 위해 애플리케이션 계층에 의지합니다.
그러나 클라이언트 소프트웨어 애플리케이션은 애플리케이션 계층의 일부가 아니라는 점은 분명해야 한다.

정확히 말해면 애플리케이션 계층은 소프트웨어가 사용자에게 의미 있는 데이터를 제공하기 위해 의존하는 프로토콜과 데이터를 조작하는 역활을 합니다.

애플리케이션 계층 프로토콜에는 HTTP뿐만 아니라 SMTP도 포함됩니다(SMTP는 이메일 통신을 가능하게 하는 프로토콜 중 하나임).

참고문헌

https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ddos/glossary/open-systems-interconnection-model-osi/

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