OSI 7계층

minisoo·2023년 5월 2일

통신

다른 주제들 보다 정리하는데 훨씬 오래걸린,,,OSI 7계층,,,🤦‍♀️ 예전에는 대충 훑고 넘어갔지만 이번엔 이해하면서 작성했다!!!

🏷️ OSI 7계층이란?

✔️ OSI 7계층은 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것

✔️ 필요성

네트워크 구성 요소를 표준화함으로써 서로 다른 통신 장치와의 상호 호환 가능
네트워크에 이상이 생기면, 7계층 중 어디에서 생긴 문제인지 파악하고 해당 계층만 고칠 수 있기 때문

🏷️ 계층별 설명

✔️ 1계층

상위 계층으로부터 받아온 데이터를 전기적 신호로 변환해 전달하는 역할
통신 단위는 비트이며 0과 1로 나타내어지는, 전기적으로는 On, Off 상태이다.
데이터를 전달만 할 뿐 전송하고 받는 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지는 신경쓰지 않는다.
이 계층에 속하는 통신 장비는 케이블, 허브 리피터 등이 있다.
📍 허브란?
- 여러 네트워크를 연결하는 장치
- 전기 신호를 증폭하는 기능을 지원
- 모든 포트에 데이터를 전송하는 단점이 존재
- 요즘은 스위치가 등장하여 거의 사용되지 않는다.
📍 리피터란?
- 신호를 수신하여 신호를 증폭한 후 다음 구간으로 재전송하는 장치
- 요즘은 다른 네트워크 장비에 기본적으로 리피터 기능이 탑재되어있어 사용하지 않는다.

✔️ 2계층

물리계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할
통신에서의 오류감지 및 재전송 기능을 가지고 있음
Mac 주소(Mac Address)를 가지고 통신하며 통신 단위는 프레임이다.
대표적인 프로토콜은 이더넷이다.
대표적인 장비로는 스위치, 브릿지가 있다.
📍 Mac 주소(Mac Address)란?
- 통신 기기의 하드웨어에 부여되는 세상에서 유일한 고유한 식별번호
- 물리주소, 하드웨어 주소라고도 불린다.
📍 프레임이란?
- 2계층에서 전송되는 단위로 오류 확인을 위한 체크섬, 송수신 호스트의 주소(Mac 주소)의 데이터를 담는 컨테이너로 동일 네트워크 상의 정보만 가지고 있다.

✔️ 3계층

목적지까지 가기위한 경로를 설정하는 역할을 하며 최적의 경로설정이 가능하다 ▶️ 라우팅(Routing)
라우터의 입력 포트에서 출력 포트로 패킷을 이동시키는 역할 ▶️ 포워딩(Forwarding)
IP주소를 부여하며 통신 단위는 패킷이다.
대표적인 장비로는 라우터, L3 스위치가 있다.
📍 포워딩이 이해가 안되서 좀 더 찾아본 결과..
- 일단 라우팅과 포워딩을 정확하게 이해하기 위해서는 포워딩 테이블, 라우팅 테이블이라고 불리는 표에 대해서 알아야 한다.
- 네트워크에서 출발지부터 목적지까지 데이터를 보낼 수 있는 경로는 무수히 많다. 거쳐서 갈 수 있는 라우터의 갯수가 많다는 이야기
- 많은 경로중에 한 경로를 선택하는 것이 라우팅 알고리즘으로 이 알고리즘을 통해 라우팅 테이블이 만들어진다.
- 보통 비용이 가장 적게 드는, 가장 빨리 전송할 수 있는 경로가 선택되는데 그 선택된 경로를 저장해 둔 것이 포워딩 테이블이다.
- 그래서 라우팅에 대해서 자세히 서술하면 라우팅 알고리즘을 이용하여 포워딩 테이블을 만드는 작업이다 ▶️ 즉 출발지로부터 목적지까지 경로를 찾는 일
- 포워딩 테이블에는 최소 두가지의 정보가 들어있다. 주소와 출력포트 or 출력링크이다.
- 포워딩은 포워딩 테이블에 적힌 목적지 주소에 대응된 출력 포트로 패킷을 이동시키는 작업을 말한다.

✔️ 4계층

발신지에서 목적지간에 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있게 해주는 역할
오류 검출 및 복구, 흐름 제어와 중복 검사등을 수행
포트를 통해 process(=응용 프로그램)를 식별
대표적인 프로토콜 TCP, UDP가 있음
데이터 전송단위는 TCP - 세그먼트, UDP - 데이터그램
📍 TCP
- 신뢰성있는 전송 보장
- 데이터를 여러 개의 패킷으로 나누고, 도착지에서 완전한 데이터로 패킷을 재조립
📍 UDP
- 비 연결성, 비 신뢰성
- 패킷을 나누고, 재조립하는 과정없이 데이터를 보내기만 하기 때문에 에러 발생과 그에 따른 재전송 등은 애플리케이션에서 처리해야 함
- TCP보다 속도가 빠르기 대문에 실시간 서비스에 사용하면 좋다.