OSI, TCP/IP

마자나다·2023년 10월 21일
네트워크
0

네트워크

목록 보기
1/5

OSI

OSI 7계층이란?

  • OSI 7계층은 국제 표준화 기구인 ISO에서 개발한 네트워크 프로콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 모델이다
  • 1계층인 물리부터 7계층인 어플리케이션 계층까지 정의되어있다
  • 계층으로 나눈 이유는 통신이 일어나는 과정을 단계별로 서술할 수 있고, 특정 계층에 문제가 생기면 특정 계층만 수리하면 되기 때문이다.
  • 제어 정보들은 모두 운영체제가 제공하는 프로토콜에 의해 송신측에서는 계층을 지날때마다 덧붙여서 추가되고, 수신 측에서는 계층을 지날때마다 제거된다. (쉽게말해 정보를 계층 지날때마다 넣고 역으로 받은 입장에선 계층을 지날때마다 정보를 하나씩 해석한다.)
쉽게 얘기하자면 중국어 밖에 못쓰는 친구한테 카톡으로 한국어로 보내봤자 알아듣기 힘들다. 그래서 영어라는 국제 표준어를 사용하여 중국인과 한국인이 원활히 대화한다. 이처럼 OSI라는 표준을 만들어 원활한 통신을 위해 설계되었다.

OSI 7계층의 구성

1계층 - 물리 계층(Physical Layer) - 전송단위 Bit

  1. 물리계층의 특징
  • 실제 장치들을 연결하기 위해 필요한 전기적, 물리작 세부사항들을 정의하는 계층, 말그대로 하드웨어 전송 기술들이다.
  • 사용자 장비와 네트워크 종단장비 사이의 물리적, 전기적인 인터페이스 규정에 초점을 두고 있다.
  • 전송 단위는 Bit로 디지털 데이터를 이에 상응하는 신호들로 변환한다
  1. 물리계층의 프로토콜
  • RS-232 : 1960년대에 도입된 표준 중 하나로 PC와 음향, 커플러, 모뎀 등을 접속하는 직렬 방식의 인터페이스
  1. 물리 계층의 장비
  • 허브 : 여러대의 컴퓨터를 연결하여 네트워크로 보내거나, 하나의 네트워크로 수신된 정보를 여러대의 컴퓨터로 송신.
  • 리피터 : 디지털 신호를 증폭시켜주는 역할로 신호가 약해지지 않고, 컴퓨터가 수신되도록 하는 장비.

2계층 - 데이터 링크 계층(DataLink Layer) - 전송단위 Frame
1. 데이터 링크 계층의 특징

  • 데이터 링크 계층은 링크의 설정과 유지 및 종료를 담당한다.
  • 물리계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전하게 정보전달한다.
  • 여기서 2계층의 전송단위인 Frame은 네트워크 장비간에 데이터를 전송하고 식별하기 위한 형식화된 데이터 패킷이다!!
  • 3계층의 네트워크 계층에 데이터를 전달하고, 물리 계층엔 발생할 수 있는 오류를 탐지하고 수정하는 기능을 제공한다!!
  1. 데이터 링크 계층의 프로토콜
  • HDLC(High-level Data Link Control) : 점대점 방식이나 다중방식의 통신에 사용되는 ISO에서 표준화한 동기식 비트 중심의 데이터링크 프로토콜
  • PPP(Point-to-Point Protocol) : 네트워크 분야에서 두 통신 노드간의 직접적인 연결을 위해 일반적으로 사용되는 데이터링크 프로토콜
  • ATM : 정보전달의 기본단위를 53바이트 셀 단위로 전달하는 비동기식 시분할 다중화 방식의 패킷형 전송기술
  1. 데이터 링크 계층의 장비
  • 브리지 : 두 개의 근거리 통신망(LAN)을 서로 연결해주는 통신망 연결장치
  • 스위치 : 느린 전송속도 브리지, 허브의 단점을 개선하기 위해, 출발지에서 들어온 프레임을 목적지 MAC주소 기반으로 빠르게 전송시키는 데이터 링크 계층 통신장비

3계층 - 네트워크 계층(Network Layer) - 전송단위 Packet
1. 네트워크 계층의 특징

  • 다양한 길이의 패킷을 네트워크들을 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질을 위한 수단을 제공하는 계층
  • 주소(IP)를 정하고, 경로를 선택해서 발신지로부터 최종목적지까지 전달하는 책임을 진다.
  1. 네트워크 계층의 프로토콜
  • IP(Internet Protocol) : 송수신 간의 패킷 단위로 데이터를 교환하는 네트워크에서 정보를 주고받는데 사용하는 통신 규약
  • ARP(Address Resolution Protocol) : IP네트워크상에서 IP주소를 MAC주소로 변환하는 프로토콜
  • RARP(Reverse Address Resolution Protocol) : IP호스트가 MAC주소는 알지만 IP주소는 모르는 경우, 서버로부터 IP주소를 요청하기 위해 사용되는 프로토콜
  1. 네트워크 계층의 장비
  • 라우터 : 서로다른 네트워크 대역에 있는 호스트들 상호간에 통신할 수 있도록 해주는 네트워크 장비, 패킷의 위치 추출, 그 위치에 대한 최적의 경로를 지정하고 이 경로에 따라 데이터 패킷을 다음장치로 전송시키는 장비.
  • L3 스위치ㅏ : 3계층에서 네트워크 단위들을 연결하는 통신 장비

4계층 - 전송 계층(Transport Layer) - 전송단위 Segment
1. 전송계층의 특징

  • 종단 간 사용자들에게 데이터를 통신하도록 신뢰성을 확보하고, 통신이 활성화되는 계층이다.
  • 데이터를 전송하여 오류를 검출, 복구하고 이를 반복하여 중복검사하면 신뢰성을 확보한다.
  • 상위계층에서 유효성과 효율성을 신경쓰지 않도록 도와준다
  • TCP,UDP 같은 프로토콜을 적용하여 오류제어, 흐름제어, 혼잡제어 등을 담당하며 두 시스템간에 신뢰성있는 데이터를 전송한다.
  1. 전송계층의 프로토콜
  • TCP(Transmission Control Protocol) : TCP는 신뢰성있는 데이터 전송을 제공하는 연결형 프로토콜이다. 전송 계층에 위치하여 인트라넷 인터넷에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟을 안정적으로 순서대로 에러없이 교환할 수 있게 해주는 프로토콜이다.
  • UDP(User Datagram Protocol) : 비연결성으로 데이터를 빠르게 보내는데만 초점을 두었다. 신뢰성이 없으며, 순서화 되지 않았다. Datagram이라는 전송단위를 가지고 있다.
  1. 전송계층의 장비
  • L4 스위치 : 4계층에서 네트워크 단위들을 연결하는 통신장비, TCP/UDP 등 스위칭을 수행한다.

5계층 - 세션 계층(Session Layer) - 전송단위 message, data
1. 세션계층 특징

  • 세션계층은 프로그램 간의 대화를 유지하기 위한 구조를 제공, 데이터를 만들어내는 영역이다.
  • 이를 위해 세션(통신장치 간 반 영구적 연결상태 다이얼로그)를 만들고 유지한다.
  • 이 세션은 TCP/IP기반으로 만들어지며, 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류 복구를 진행한다.
  1. 세션계층 프로토콜
  • RPC(Remote Procedure Call) : 원격 프로시저 호출이라고 불리며, 원격 제어를 위한 코딩없이 다른 주소 공간에서 함수나 프로시저를 실행 할 수 있는 프로세스 간 통신에 사용되는 프로토콜이다.

6계층 - 표현 계층(Presentation Layer) - 전송단위 message, data
1. 표현 계층의 특징

  • 어플리케이션이 다루는 정보를 통신에 알맞는 형태로 만들거나, 하위 계층에서 온 데이터를 사용자가 이해할 수있는 형태로 만드는 계층이다.
  • 데이터의 효율과 보안을 위해 압축, 암호화를 수행하고 전송을 위한 포멧으로 변경을 수행한다.
  1. 표현계층의 프로토콜
  • JPEG : 이미지를 위해 만들어진 표준 규격
  • MPEG : 멀티미디어(비디오, 오디오)를 위해 만들어진 표준 규격

7계층 - 응용 계층(Application Layer) - 전송단위 message, data
1. 응용 계층의 특징

  • 응용 계층은 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행하는 역할을 담당하는 계층.
  • 다양한 범주의 정보처리기능을 수행할 수 있도록 여러가지 프로토콜 개체에 대하여 사용자 인터페이스를 제공
  • 응용 프로세스간 정보 교환, 파일 전송 등 서비스를 제공한다.
  1. 응용계층의 프로토콜
  • HTTP(HyperText Transfer Protocol) : 텍스트 기반의 통신규약으로 인터넷에서 데이터를 주고받을 수 있는 프로토콜
  • FTP(File Transfer Protocol) : TCP/IP 프로토콜을 가지고 서버와 클라이언트 사이의 파일을 전송하기 위한 프로토콜
  • SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) : 인터넷에서 TCP포트번호 25번을 사용하여 이메일을 보내기 위해 사용되는 프로토콜

OSI에서 사용되는 중요한 개념

Encapsulation(캡슐화)

  • 상위계층에서 하위계층으로 데이터를 전송할 때 각각의 레이어마다 인식 할 수 있는 헤더와 트레일러를 추가하는 과정
  • 계층별로 캡슐화가 진행되면서 해당 계층에서 필요한 정보를 담고, 트레일러는 데이터의 무결성을 확인하는데 사용된다.
  • 상위계층에서부터 하위계층까지 순차적으로 캡슐화가 진행된다.
쉽게말해 계층마다 맡은 역할의 데이터를 넣고 무결성확인을 위한 트레일러를 추가하며 감싸는 과정이다.

Decapsulation(해체)

  • 하위계층에서 상위 계층으로 데이터를 전달 할 때, 계층별로 추가된 헤더와 트레일러를 제거하는 과정이다.
  • 각계층은 해당 계층에 필요한 정보를 추출하고, 헤더와 트레일러를 제거한다.
  • 최종적으로 최상위 계층에 도달하면 데이터는 원래의 형식으로 복원된다.

    상위 계층으로 갈수록 계층별로 감싸져있는 데이터를 벗기면서, 원래의 형식으로 복원되는 과정이다.

TCP/IP

TCP/IP 4계층이란?

  • TCP/IP는 현재의 인터넷에서 컴퓨터들이 서로 정보를 주고받는데 쓰이는 프로토콜의 모음이다.
  • 하드웨어, 운영체제, 접속매체에 관계없이 동작할 수 있는 개방성을 가진다.
  • TCP와 IP는 서로 다른 뜻으로 TCP-전송조절프로토콜 IP-인터넷프로토콜로 의미한다.
  • TCP는 많은 양의 데이터를 패킷으로 컴파일 한 다음 전송하여 유용한 정보/데이터로 바꾸는 역할이다.
  • IP는 인터넷에서 컴퓨터의 위치를 찾아 데이터를 전송하기 위해 지켜야 할 규약이다.

TCP/IP와 OSI의 차이

  • TCP/IP 프로토콜은 OSI모델보다 먼저 개발되었다. 그래서 TCP/IP와 OSI모델의 계층과 차이가 있다.
  • 두 모델 모두 계층형이라는 공통점이 있으며, TCP/IP는 인터넷 개발이후 계속해서 표준화되어 신뢰성이 우수한 반면, OSI는 표준이 되기는 하지만 실제적으로 구현되는 예가 별로 없어 신뢰성이 높지않다.
  • OSI는 장비개발과 통신자체를 어떻게 표준으로 잡을지 사용되는 반면에 실직적인 통신 자체는 TCP/IP프로토콜을 사용한다.

TCP/IP 4계층의 구성.

1계층 - 네트워크 액세스 계층(Network Access Layer) - 전송단위 Frame
1. 네트워크 액세스 계층의 특징.

  • OSI 7계층의 물리계층과 데이터링크 계층에 해당한다.
  • 물리적인 주소로 MAC를 사용한다.
  • TCP/IP 패킷을 네트워크 매체로 전달하는 것과 네트워크 매체에서 패킷을 받아들이는 과정을 담당한다.
  • 에러 검출기능과 패킷의 프레임화.
  1. 네트워크 액세스 계층의 프로토콜
  • 이더넷 : 현재 가잘 널리 사용되는 유선 네트워크 기술. 이더넷은 로컬 영역에서 사용되며, 컴퓨터와 네트워크 장치 간의 데이터 통신을 가능하게 한다.
  • WIFI : 무선 네트워크 기술로 컴퓨터 및 다른 장치가 인터넷에 접속할 수 있는 방법을 제공한다.
  • PPP : PPP는 Point to Point Protocol로 인터넷에 접속 등에서 널리 사용된다.

2계층 - 인터넷 계층(Internet Layer) - 전송단위 패킷
1. 인터넷 계층의 특징

  • OSI의 네트워크 계층에 해당한다.
  • 전송주소로 IP를 할당한다.
  • 통신 노드간의 IP패킷을 전송하는 기능과 라우팅 기능을 담당한다.
  • 네트워크 상 최종목적지까지 정확하게 연결되도록 연결성을 제공한다.
  1. 인터넷 계층의 프로토콜
  • IP(Internet Protocol) : IP는 인터넷상에서 데이터 패킷의 주소지정과 라우팅을 수행하는 핵심 프로토콜이다. IP는 전송계층(TCP, UDP)에게 데이터 패킷을 전달하고, 목적지 주소를 기반으로 최적의 경로를 선택하여 패킷을 전송한다.(OSI 7계층에 잇는 프로토콜의 정의랑 같음.)
  • ICMP(Internet Control Message Protocol) : ICMP는 네트워크 상에서 제어 메세지를 전송하기 위해 사용되는 프로토콜이다. 네트워크 관리자에게 오류 메세지를 전송하거나, 네트워크 호스트 간의 상태 정보를 교환하는데 사용된다.

3계층 - 전송 계층(Transport Layer) - 전송단위 Segment
1. 전송 계층의 특징

  • OSI의 전송계층에 해당된다
  • 어플리케이션 계층에 세션과 데이터그램, 통신서비스를 제공한다
  • 통신 노드 간의 연결을 제어하고, 신뢰성 있는 데이터를 전송한다.
  1. 전송 계층의 프로토콜
  • TCP(Transmission Control Protocol) : OSI 전송 계층 프로토콜 부분 확인
  • UDP(User Datagram Protocol) : OSI 전송 계층 프로토콜 부분 확인

4계층 - 응용 계층(Application Layer) - 전송단위 Data/Message
1. 응용계층의 특징

  • OSI의 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층에 해당된다.
  • 사용자와 가장 가까운 계층으로, 사용자-소프트웨어 간 소통을 담당하는 계층
  • 응용프로그램들이 데이터를 교환하기 위해 사용되는 프로토콜이다.
  1. 응용계층의 프로토콜
  • HTTP(Hypertext Transfer Protocol) : OSI 응용 계층 프로토콜 부분 확인
  • FTP : OSI 응용 계층 프로토콜 부분 확인
  • SMTP : OSI 응용 계층 프로토콜 부분 확인

출처및 참고 (OSI)

https://goitgo.tistory.com/25
https://abangpa1ace.tistory.com/147
https://jeaha.dev/145

출처및 참고 (TCP/IP)

https://aws-hyoh.tistory.com/entry/TCPIP-%EC%89%BD%EA%B2%8C-%EC%9D%B4%ED%95%B4%ED%95%98%EA%B8%B0
https://wooono.tistory.com/507
https://velog.io/@inyong_pang/OSI-7-%EA%B3%84%EC%B8%B5%EA%B3%BC-TCPIP-%EA%B3%84%EC%B8%B5
https://m.blog.naver.com/if_you-/220888531881

profile
마자나다
우왕좌왕 개발
다음 포스트

HTTP

0개의 댓글

관련 채용 정보