OSI 7 Layer Model

OSI=Operating System Interconnection

ISO(International Oragnization for Standardization, 국제표준기구)가
네트워크를 7계층으로 나눈 것입니다.

왜 OSI 7계층으로 네트워크를 나누었을까요?

첫 째, 데이터의 흐름이 한눈에 보입니다.

우리가 사용하는 애플리케이션 계층부터 피지컬 계층까지 나누어 놓으니까
어떻게 데이터가 날아가는지 보기 쉽습니다.

두 번째, 문제 해결하기가 편리하다는 것입니다.

네트워크에서 문제가 발생하면 7개의 작은 문제로 나눈 다음, 그 문제를 해결하면 훨씬 쉽다는 것입니다.

세 번째, 여러 회사 장비를 써도 네트워크가 이상없이 돌아갑니다.

가장 중요한 목적인 ‘호환성’ 때문입니다.
랜카드는 인텔, 스위치나 라우터는 시스코를 써도, 계층별로 나누어졌기 때문에 아무 이상없이 네트워크를 쓸 수 있는 것입니다.

다른 나라, 회사와의 호환성을 위해 OSI 7 Layer Model은 모두가 정해놓은 규칙입니다.

1계층~7계층
'물데네전세표응' 순서입니다.

PDU=protocol Data Unit, 데이터 단위.

계층별로 데이터를 부르는 용어가 다릅니다. 하지만 데이터를 가리키는 것은 마찬가지입니다.

L1. 물리 계층(Physical Layer)

• 기능: 0과 1로 구성된 데이터를 선을 통해 전송하기 위해 전기 신호로 변환하는 계층

• 장비: 통신 케이블(TP, 동축케이블, 광케이블), repeater(증폭기), Hub(허브), 커넥터, 트랜시버 등

• PDU: bit(비트)

L2. 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

• 기능: point to point, 기기 간 신뢰성 있는 전송을 위한 계층
• ethernet header: MAC Address를 통해 통신
• 장비: switch, bridge
• PDU: Frame
• protocol : LAN – ethernet, token-ring, token-bus, FDDI 등
               WAN – SLIP, PPP, Frame,relay, ATM 등
  
  

FDDI = Fiber Distribution Data Interface

SLIP = Serial Line internet protocol

PPP = Point to Point protocol

L3. 네트워크 계층(Network Layer)

• 기능: data(packet)를 목적지까지 가장 안전하고 빠른 경로와 주소를 정하여 전달하는 계층
• IP header: IP address의 src/dst
• 장비: L3 switch, Router(라우터)
• PDU: packet(패킷)
• protocol: IPv4, IPv6, IPX, ICMP, IGMP,
              라우팅 프로토콜(RIP/EIGRP, OSPF, IS-IS, BGP, ARP, RARP)

ICMP=Internet Control Message Protocol

IGMP=Internet Group Management Protocol

RIP=Routing Protocol

EIGRP=Enhanced Interior Gateway Routing Protocol

OSPF=Open shortest Path First

IS-IS=Interior gateway protocol, link-state routing protocol

BGP=Border Gateway Protocol (전세계 네트워크는 BGP로 연결)

ARP=Address Resolution Protocol

RARP=Reverse ARP

L4. 전송 계층(Transport Layer)

• 기능: 전체 메시지의 종단(End-to-End)간 전달, 흐름 제어 및 오류 제어를 수행하는 계층
• Port Number : src/dst port number
• 장비: L4 switch, Load balancer
• PDU: segment(세그먼트)
• protocol: UDP(신속), TCP(정확)

전송 계층의 모든 것은 Load balancing(데이터 분산처리)을 위함입니다.
Load balancing은 과부하를 방지하기 위해 데이터를 분산 처리하는 방식입니다.
예를 들어 서버 2개로 번갈아 처리하면 load balance, 가용성 ↑
고로, 서버 2개를 왔다갔다 해줄 L4 switch 장비가 필요합니다.

        web1(http)

        web2(http)  --------- L4 switch <---(서비스 요청) ----고객

L5. 세션 계층(Session Layer)

• 기능: 양끝단에 있는 응용 프로그램 간의 통신(session의 확립과 유지 작업 완료 후 종료 역할)을 수행하는 계층

• 장비: L5 switch

• PDU: Data

L6. 표현 계층(Presentation Layer)

• 기능: 사용자가 입력한 data의 표현과 암호화를 담당하는 계층
• 장비: L6 switch
• PDU: Data

L7. 응용 계층(Application Layer)

• 기능: 사용자가 직접 사용하는 응용프로그램이 동작하는 계층

• 장비: L7 switch, 웹 방화벽, 메일 방화벽

• PDU: Data

• protocol:  웹 - HTTP,HTTPS
            메일 - SMTP(송신), POP3(수신), IMAP
            로그 - syslog, SNMP
      원격접속 - telnet(요즘사용x, 암호화x), SSH(주로사용, 암호화o)

IMAP=Internet Message Access Protocol

SNMP=Simple Network Management Protocol

Encapsulation(캡슐화)

송신할 때는 캡슐화가 진행이 되며, 위에서 아래로 진행이 됩니다.
각 계층별로 헤더가 붙어서 내려옵니다.
L2계층에서 붙는 LF(Footer, trailer)는 데이터에 이상이 없는지 오류 확인을 합니다.
이렇게 계층별로 헤더를 붙여서 L1계층으로 내려오면
데이터에서 신호(2진수, Bits)로 변환이 되어, 전송됩니다.

Decapsulation(캡슐화 해제)

수신할 때는 캡슐화 해제가 진행되며, 아래에서 위로 진행이 됩니다.
각 계층별로 헤더를 풀어서 읽습니다.
이렇게 계층별로 헤더를 풀어서 L7계층까지 올라오면
데이터가 성공적으로 수신된 것입니다.