네트워크 - OSI 7계층

OSI 7계층은 국제표준화기구에서 개발한 모델로, 네트워크에서 통신이 발생하는 과정을 7개의 단계로 나눈 것을 의미한다. OSI 참조 모델의 각 계층은 모듈화 되어 있으며 서로 독립적이므로 어느 한 계층의 변경이 다른 계층에 영향을 끼치지 않는다.

1단계: 물리계층 (Physical Layer)

기능: 물리적으로 데이터를 전송하는 역할
ex) 리피터, 케이블, 허브 etc.

• 두 시세틈 간에 데이터를 전송하려고 링크를 활성화하고 관리하는 전기적, 기계적, 절차적, 기능적 특성 등을 정의한다.
• 물리 계층은 허브, 라우터, 네트워크 카드, 케이블 등 전송매체를 통해 비트(bit)를 전송한다.
• OSI 참조 모델 7계층 중 물리 계층은 최하위 계층인 첫 번째 계층으로 상위 계층에서 전송된 데이터를 물리매체를 통해 다른 시세틈에 전기적 신호로 전송한다.
• LAN카드, 케이블, 허브, 라우터 등 물리적인 것과 데이터 전송에 사용하는 전압 등 기본적인 것이 물리 계층에 속한다.

2단계: 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

기능: 물리적 전송 오류를 감지 및 재전송하여 해결하여 정보가 안전하게 전달되도록 도와주는 역할
ex) 스위치, 브릿지 etc.

• 물리적 링크를 이용하여 신뢰성 있는 데이터를 전송하는 계층으로, 네트워크를 통해 데이터를 전송할 때 전송로 역할을 한다.

• 전송하려는 데이터에 인접하는 노드의 주소가 더해진다. 주소는 최종 수신지의 주소가 아닌 전송되는 다음 노드의 주소가 된다.

• 시스템 간에 오류 없이 데이터를 전송하려고 네트워크 계층에서 받은 데이터 단위(패킷)를 프레임으로 구성하여 물리 계층으로 전송한다.

• 데이터 링크 계층에서는 비트를 프레임이라는 논리적 단위로 구성하는데 이는 데이터, 헤더, 트레일러로 구성된다.

• 프레임은 헤더에 물리 주소(Mac 주소)가 있으며, 물리 주소를 통해 통신을 한다. 트레일러에는 오류를 검출하는 특별한 비트들이 있어 데이터 전송 도중 오류가 발생하는 지 확인할 수 있다.

3단계: 네트워크 계층 (Network Layer)

기능: 올바른 전송 경로를 선택하여 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 역할
ex) 라우터, IP

• 상위 계층에 연결하는 데 필요한 데이터 전송과 경로 선택 기능을 제공하고, 라우팅 ㄱ프로토콜을 사용하여 최적의 경로를 선택한다.
• 데이터를 전송할 수신 측의 주소를 찾고 수신된 데이터의 주소를 확인하여 내 것이면 전송 계층으로 전송한다.
• 네트워크 계층은 데이터를 패킷 단위로 분할하여 전송한 후 재결합한다.
• 패킷을 송신 측에서 수신 측으로 전송하며, 전송 개체 사이에 안정적으로 전송할 수 있도록 서비스를 제공한다.

4단계: 전송 계층 (Transport Layer)

기능: 프로토콜(TCP, UDP)과 관련된 계층으로 오류 복구와 흐름 제어 등을 담당하며, 두 시스템 간에 신뢰성 있는 데이터를 전송한다.

• TCP:신뢰성, 연결지향적
• UDP: 비신뢰성, 비연결성, 실시간
• 네트워크 계층에서 온 데이터를 세션 계층의 어느 애플리케이션에 보낼 것인 지 판독하고, 네트워크 계층으로 전송할 경로를 선택한다.
• 시스템 종단 간에 투명한 데이터를 양방향으로 전송하는 계층
• 네트워크 계층에서 전송한 데이터와 실제 운영체제의 프로그램이 연결되는 통신 경로

5단계: 세션 계층 (Session Layer)

기능: 데이터가 통신하기 위한 논리적 연결을 담당하며 TCP/IP세션을 만들고 없애는 역할

• 응용 프로그램 계층 간의 통신을 제어하는 구조를 제공하려고 응용 프로그램 계층 사이의 접속을 설정, 유지, 종료 시켜준다.
• 사용자와 전송 계층 간의 인터페잇그 역할을 하며, LAN사용자가 서버에 접속할 때 이를 관리하는 기능도 수행한다.
• 통신장치 간의 설정을 유지하고 동기화하는 역할을 한다.

6단계: 표현 계층 (Presentation Layer)

기능: 데이터의 표현에 대한 독립성을 제공하고 암호화하는 역할

• 송신 측에서는 수신 측에 맞는 형태로 변환하고, 수신 측에서는 응용 계층에 맞는 형태로 변환한다.
• 그래픽 정보는 JPE, 동영상은 MPEG 형태로 변환하여 송수신하는 기능과 데이터 압축 및 암호화 기능 제공
• 송신 측과 수신 측 사이에서 표준화된 데이터 형식을 규정한다.

7단계: 응용 계층 (Application Layer)

기능: 파일 전송, 이메일 전송 등 다양한 응용 서비스를 네트워크에 접속시키는 역할을 하며, 여러 가지 서비스를 제공한다.

• 사용자에게 정보를 입력 받아 하위 계층으로 전달하고, 하위 계층에서 전송한 데이터를 사용자에게 전달한다.
• 실제로 통신의 최종 목적에 해당하는 가장 중요한 계층이다.