OSI Model

Open Systems Interconnection Reference Model
개방형 시스템 상호 연결 모델

정의

• 다양한 통신 시스템이 표준 프로토콜을 사용하여 통신할 수 있도록 국제 표준화 기구가 만든 개념 모델
• 컴퓨터 네트워킹을 위한 보편적인 언어

특징

• 다양한 컴퓨터 시스템의 상호 통신을 가능하게 한다.
• 표준을 영어로 제공한다.
• 통신 시스템을 7개의 추상적 계층으로 나누고, 각 계층이 다른 계층 위에 얹히는 개념이다.

계층

각 계층은 특정 작업을 처리하고 위, 아래 계층과 통신한다.

중요한 이유

네트워크 문제를 식별하는 데 유용하다.
문제가 일어났을 때 문제를 분해하고 원인을 모델의 특정 계층으로 좁힐 수 있다면 불필요한 작업을 많이 피할 수 있다.

7계층

요약

1. 7계층 application: 사람과 컴퓨터가 상호작용하는 계층, 어플리케이션이 네트워크 서비스에 접근할 수 있다.
2. 6계층 presentation: 데이터가 사용 가능한 포맷임을 확인하고, 데이터 암호화가 일어난다.
3. 5계층 session: 연결을 유지하고, 포트와 세션을 제어한다.
4. 4계층 transport: TCP와 UDP 같은 전송 계층을 사용하여 데이터를 전송한다.
5. 3계층 network: 데이터가 물리적으로 어떻게 보낼지 결정한다.
6. 2계층 link: 네트워크의 데이터 포맷을 정의한다.
7. 1계층 physical: 물리적 매체를 통해서 raw 비트 스트림을 전송한다.

7. Application Layer 응용 프로그램 계층

사용자와 데이터가 직접 상호 작용하는 유일한 계층

• 클라이언트는 통신을 개시하기 위해 애플리케이션 계층에 의지한다.
  • 클라이언트(소프트웨어 애플리케이션)는 애플리케이션 계층의 일부가 아니다.
• 소프트웨어가 사용자에게 의미 있는 데이터를 제공하기 위해 의존하는 프로토콜과 데이터를 조작한다.
• ex> HTTP, SMTP(이메일 통신 프로토콜) 등

6. Presentation Layer 프레젠테이션 계층

애플리케이션 계층이 소비할 수 있도록 데이터를 프레젠테이션하는 역할

• 데이터를 준비하여 윗 계층이 이를 사용할 수 있도록 한다.
• 데이터 변환, 암호화, 압축 담당
  1. 데이터 변환: 두 개의 통신 장치는 서로 다른 인코딩 방법을 사용할 수도 있다. 수신 장치의 애플리케이션 계층이 이해할 수 있도록 수신 데이터를 변환한다.
  2. 암호화: 최종 송신자가 암호화 추가, 최종 수신자가 암호화를 디코딩하여 읽기 쉬운 데이터를 계층 7로 제시할 수 있다.
  3. 압축: 계층 7에서 수신한 데이터를 계층 5로 전송하기 전 압축하여 전송할 데이터 양을 줄이고, 통신의 속도와 효율을 높인다.

5. Session Layer 세션 계층

두 기기 사이 통신을 시작하고 종료하는 역할

• session: 통신이 시작될 때부터 종료될 때까지의 시간
• 교환되고 있는 모든 데이터를 전송할 수 있도록 충분히 오랫동안 세션을 개방하고, 리소스를 낭비하지 않기 위해 세션을 즉히 닫을 수 있도록 보장한다.
• 데이터 전송과 체크포인트 동기화
  • 100MB 파일을 전송하는 경우 5MB마다 체크포인트를 설정한다. 52MB에서 연결이 끊어지거나 충돌이 발생하면 마지막 체크포인트인 50MB마다 세션을 재개한다.

4. Transport Layer 전송 계층

두 기기 간의 종단 간 통신 담당

• 송신 기기: 계층 5에서 데이터를 받아 계층 3으로 보내기 전에 segment(조각)로 분할한다.
• 수신 기기: 세그먼트를 이용할 수 있는 데이터로 재조립한다.
• 네트워크 간 흐름 제어 및 오류 제어
  1. 흐름 제어: 최적의 전송 속도 결정. 연결 속도가 빠른 발신자가 연결 속도가 느린 수신자를 압도하지 않도록 보장한다.
  2. 오류 제어: 수신된 데이터가 완전한지 확인한다. 그렇지 않은 경우 재전송을 요청한다.

3. Network Layer 네트워크 계층

두 개의 상이한 네트워크 간 데이터 전송을 촉진

• 발신자 기기 전송 계층(계층 4)의 segment를 packet이라는 더 작은 단위로 분리하고, 수신 장치에서 패킷을 재조립한다.
• 라우팅: 데이터가 대상에 도달할 수 있는 최상의 물리적 경로를 찾는다.
• 통신하는 두 기기가 동일한 네트워크에 있다면 네트워크 계층이 필요하지 않다.

2. Data Link Layer 데이터 연결 계층

동일한 네트워크에 있는 두 기기 간 전송을 촉진

• 네트워크 계층(계층 3)에서 packet을 가져와 frame이라는 더 작은 조각으로 나눈다.
• 네트워크 내 통신의 흐름 제어 및 오류 제어

1. Physical Layer 물리적 계층

케이블, 스위치 등 데이터 전송과 관련된 물리적 장치

• 데이터가 1과 0으로 구성된 문자열인 bit stream으로 변환된다.
• 두 기기의 물리적 계층이 1과 0을 구별할 수 있는 신호 규칙에 합의해야 한다.

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출처

• OSI 모델이란?