👥OSI 7계층으로 알아보는 네트워크 이해

인터넷이 작동하는 원리를 이해하는 것은 마치 겹겹이 쌓여 있는 베일을 걷어내는 것과 같다.
그 복잡한 세계를 이해하기 위한 지도가 바로 OSI 7계층 모델이다.
이 모델은 네트워크 통신의 복잡성을 7개의 논리적 층으로 나누어,
우리가 일상에서 누리는 디지털 연결의 각 단계를 명확하게 보여준다.

각각의 계층별로 수행하는 역할과 프로토콜들이 다르고, 각 계층 사이에 존재하는 '인터페이스' 는
서로 다른 프로토콜의 통신을 이어주게 된다.

위의 그림처럼 하나의 컴퓨터에서 또 다른 하나의 컴퓨터로 데이터가 전송되는 원리를
네트워크 이론 OSI 7계층으로 설명할 수 있다

우리가 사용하고 있는 어플리케이션 , 컴퓨터 , 스마트폰 등 모든 통신에 적용될 수 있다.

1. 물리 계층 (Physical layer)
   데이터 전송에 솬한 전기적인 신호 규격을 정하고
   데이터 링크에서 MAC 주소를 통해 전달된 비트를 비트스트림으로 전송하게 된다
   HUB , Repeater 등이 대표적인 장치이다

2. 데이터 링크 계층 (data link layer)
   네크워크에서 통신을 하기 위한 일반적인 관리 , 전송 오류 제어를 수행한다
   접속된 기기 사이의 통신을 관리하고, 신뢰도가 높은 전송로를 제공한다
   MAC 주소(물리 주소)(랜카드 , 브리지 , 스위치 ..) 를 이용하여 데이터를 전달하게 된다
   IP모듈에 대한 IP 데이터그램의 송수신 , ARP/RARP 에 대한 요구 응답을 송수신 한다

3. 네트워크 계층(network layer)
   전달받은 데이터를 MAC 주소에 매핑 시키고 (송신측),
   MAC 주소와 함께 전달받은 데이터를 목적지로 전송할 최적의 경로를 설정하게 된다(수신측)
   전송계층에서 받은 세그먼트에 헤더를 붙혀 패킷으로 변환시키고,
   이를 라우터(Router)를 통해 분할하여 프레임의 형태로 캡슐화 하게 된다 (송신측)

IP : 데이터를 최종 목적지까지 전달하는 데 필수적인 역할을 수행하는 프로토콜, 전송 계층에서 받은
세그먼트에 출발지 IP 주소, 목적지 IP 주소 등을 포함한 헤더를 추가하여 IP 패킷을 생성한다
ICMP : 네트워크 응답, 에러 메세지를 전송하는 프로토콜
IGMP : 그룹 내의 호스트를 관리하는 프로토콜
ARP : IP주소를 MAC 주소로 매핑
RARP : MAC 주소를 IP주소로 매핑
RIP : 정적 라우팅에 사용되는 프로토콜
OSPF : 동적 라우팅에 사용되는 프로토콜

4. 전송 계층 (transport layer)
   데이터의 안정적인 전송로를 제공하며 , 데이터 전송 시 발생하는 오류를 감지한다
   오류가 감지 될 경우 재전송을 요청하거나 복구를 수행한다
   데이터를 여러개의 세그먼트로 나누어 순서 번호 , 수신 주소 , 에러 검출코드를 추가하게 된다
   데이터를 전송하기 위한 프로토콜 TCP(신뢰 기반) / UDP(비신뢰성 기반) 2가지가 대표적이다

TCP는 연결 지향적이고 신뢰성 있는 데이터 전송을 제공하는 프로토콜
UDP 는 비연결형이고 신뢰성이 없지만 빠른 데이터 전송을 제공하는 프로토콜이다

5. 세션 계층(session layer)
   프로그램에서 사용될 데이터의 교환방식을 정의하며 연결 설정의 제어 , 대화 제어 , 동기화를 수행한다
   전송계층의 프로토콜 위에서 세션 설정, 유지, 종료 등의 기능을 담당하게 된다
   ex) 로그인 , 로그아웃

6. 표현 계층(presentation layer)
   응용계층의 텍스트나 리소스를 컴퓨터 언어인 16진수(ASCII)로 변환한다
   정보의 암호화 , 복호화 , 압축 , 인증 등의 기능을 수행하는 계층이다

복호화(decoding)
디코딩(decoding)은 부호화(encoding)된 데이터를 부호(code)화 되기 전 형태로 바꾸어, 사람이 읽을 수 있는 형태로 되돌려놓는 것

7. 응용 계층(application layer)
   사용자나 응용 프로그램이 네트워크에 접속할 수 있는 인터페이스를 제공한다
   프로그램의 가용성, 리소스를 확인 , 점검 할 수 있다

• 웹 브라우저와 웹 서버의 통신을 담당하는 HTTP 프로토콜이 응용계층의 대표적인 프로토콜이다.
  • 파일을 전송하는 FTP 프로토콜(TCP 기반)/ TFTP (UDP 기반)
  • 전자 우편을 전송하는 SMTP 프로토콜

응용 계층이 사용자와 제일 가까이 있는 최상위 계층이며 데이터의 송신은 여기서 부터 시작하게 된다,
데이터가 하위계층으로 내려갈 수록 원본 데이터에 각 계층의 제어 정보가 추가된다.
이걸 프로토콜의 헤더(Header) 라고 부르며,
이렇게 헤더가 추가되어 원본 데이터가 감싸지는것을 캡슐화(Encapsulation) 라고 부른다

반대로 데이터를 수신할때는 최하위 계층인 물리 계층에서부터 시작하게 되며
상위 계층으로 올라갈 수록 캡슐화 되어있던 데이터의 헤더가 하나씩 제거 된다 (역캡슐화)

다음 포스팅은 WAS(Web Application Server) 와 함께 네트워크의 큰 그림을 설명해보고자 한다