OSI 7 계층

Fox·2023년 12월 22일

OSI 7 계층이란?

정의

Open Systems Interconnecrtoin의 약자로, 1984 ISO(국제표준화기구)에서 컴퓨터네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나눠 설명한 모델이다.
OSI 7 계층은 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것이다.
그 덕에 통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악할 수 있다.
컴퓨팅 장치나 네트워킹 장치를 만들 때 이 모델을 참조해서 모든 통신 장치를 만든다.
7단계 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비 및 소프트웨어를 건드리지 않고도 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있다.

위 사진에서
물리계층 : 하드웨어 / 데이터링크 계층 : 하드웨어 + 소프트웨어 / 3 계층부터는 소프트웨어로 구성된다.

데이터 링크 계층은 인접한 네트워크 장치 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당한다.
물리계층(1 Layer)을 통해 송수신되는 데이터의 전송 오류를 감지하는 기능을 제공한다.
프레임 단위로 데이터를 분할하고, 오류 검출과 수정을 위한 기능을 제공한다.
MAC 주소를 사용하여 장치를 식별하고 이더넷 스위치, 브리지 등의 장비를 통해 데이터를 전송한다.
장비 : 브리지, 스위치 등
전송 단위(PDU) : 프레임(Frame)
맥(MAC) 주소를 가지고 통신
MAC(Media Access Control) Address : 컴퓨터 간 데이터를 전송하기 위한 컴퓨터의 물리적 주소
MAC vs IP
- IP 주소 간의 통신은 각 라우터에서 일어나는 MAC 주소와 MAC 주소 통신의 연속적인 과정이다.
- ex) 한국에 있는 주소로 편지를 보낼 때, IP는 시작점과 끝점에 해당하는 주소라면, MAC 주소는 편지가 거쳐가는 중간 거점들 (즉, 바로 옆에 물리적으로 연결되어 있는 노드와 통신 시 사용되는 주소)

전송 계층은 종단 간 데이터 전송의 신뢰성과 효율성을 제공한다.
데이터를 세그먼트로 분할하고 순서 제어, 오류 검출 및 복구 기능을 수행한다.
TCP(Transmission Control Protocol)와 UDP(User Datagram Protocol)가 이 계층에서 주로 사용된다.
대표적인 프로토콜 : TCP, UDP

TCP

UDP

비연결성, 비신뢰성 서비스
TCP와 다르게 패킷을 나누고 재조립하는 과정 없이, 수신지에서 제대로 받던 받지 않던 상관하지 않고 데이터를 보내기만 함(에러와 그에 따른 재전송, 대체는 어플리케이션에서 처리해야 함)
하지만 그만큼 속도가 빠름 - real time 서비스에 사용 ↑
데이터 전송 단위 : 블록 형태의 다이어그램

표현 계층은 데이터의 형식을 변환하고, 암호화, 압축, 해독 등의 기능을 수행한다.
- EBCDIC로 인코딩 된 문서 파일을 ASCII로 인코딩 된 파일로 바꿈
데이터의 표현 방식을 정의하고, 응용 계층으로부터 독립시켜 데이터의 상호 운용성을 높인다.
JPEG, MPEG, SSL 등이 이 계층에서 사용된다.

OSI 7 계층은 각각의 계층이 특정한 역할을 수행하여 네트워크 통신을 관리하고,
상호 협력함으로써 안정적이고 효율적인 통신을 가능하게 한다.

발신 측에서 응용 계층부터 시작해 각 계층마다 헤더를 붙여서 캡슐화를 진행
수신 측에서는 물리 계층부터 차례로 올라가면서 헤더를 떼 내는 디캡슐레이션을 진행하여 데이터 식별
ex) 데이터가 목적지로 이동할 때, Network Layer에서 IP헤더에 있는 프로토콜 정보를 이용해 데이터가 TCP인지 UDP인지 식별한 후 그에 따른 처리를 Transport Layer에서 수행.
목적지에 원하는 데이터가 전송됨