OSI 7계층

oasis·2023년 3월 29일

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네크워크의 기본 OSI7 계층

개념

개방형 시스템 상호 연결 모델의 표준

실제 인터넷에서 사용되는 TCP/IP 는 OSI 참조 모델을 기반으로 상업적이고 실무적으로 이용될 수 있도록 단순화한 것

탄생 배경

초기 여러 정보 통신 업체 장비들은 자신의 업체 장비들끼리만 연결이 되어 호환성이 없었음

모든 시스템들의 상호 연결에 있어 문제없도록 표준을 정한것이 OSI 7계층

표준(호환성)과 학습도구에 의미로 제작

💡 작동 원리

OSI 7계층은 응용, 표현, 세션, 전송, 네트워크, 데이터링크, 물리계층으로 나뉨.
전송 시 7계층에서 1계층으로 각각의 층마다 인식할 수 있어야 하는 헤더를 붙임(캡슐화)
수신 시 1계층에서 7계층으로 헤더를 떼어냄(디캡슐화)
출발지에서 데이터가 전송될 때 헤더가 추가되는데 2계층에서만 오류제어를 위해 꼬리부분에 추가
물리계층에서 1, 0 의 신호가 되어 전송매체 (동축케이블, 광섬유 등)을 통해 전송

💡물리계층(Physical Layer)

7계층 중 최하위 계층.
주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해 데이터를 전송.
데이터는 0과 1의 비트열, 즉 On, Off의 전기적 신호 상태로 이루어져 해당 계층은 단지 데이터를 전달.
단지 데이터 전달의 역할을 할 뿐이라 알고리즘, 오류제어 기능이 없음
장비로는 케이블, 리피터, 허브가 있음

💡데이터링크 계층(Data-Link Layer)

물리적인 연결을 통하여 인접한 두 장치 간의 신뢰성 있는 정보 전송을 담당(Point-To-Point 전송)
안전한 정보의 전달이라는 것은 오류나 재전송하는 기능이 존재
MAC 주소를 통해서 통신
IP주소와 MAC 주소
- IP주소 : LAN에서 기기간 통신을 하기 위해 필요한 주소, 4바이트
- MAC 주소(물리적주소): IP외에 데이터링크 계층에서 사용하는 주소, 6바이트
- LAN에서만 움직일때는 MAC주소 사용, 인터넷 돌아다닐 땐 IP주소 사용
- MAC주소는 바꿀 수 없음, IP는 변경 가능

💡네트워크 계층(Network Layer)

LAN을 연결하여 인터넷을 구성하는 계층
라우팅 기능을 맡고 있는 계층으로 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 데이터를 보내는 기능을 가지고 있음(최적의 경로 설정가능)

라우팅
어떤 경로로 패킷을 보낼지 결정하는 것
- 네트워크 계층에서 LAN과 LAN을 연결하는 기계를 라우터라고 함
- 라우터와 네트워크 상태는 수시로 바뀜
- IP: 인터넷에서 패킷 전송을 담당하는 프로토콜
  - 경로에 따라 패킷의 순서가 바뀌기도 하고 사라지기도 하기때문에 TCP가 필요함
컴퓨터에게 데이터를 전송할지 주소를 갖고 있어서 통신가능(=우리가 자주 듣는 IP 주소가 바로 네트워크 계층 헤더에 속함)

IP주소
- LAN에서 통신할 때는 6바이트의 MAC주소를 사용해도되는게, 연결되는 기기 개수가 많아야 수백대이기 때문
- 인터넷에서 통신할때는 수억대가 넘는 기기를 연결해야하기때문에 MAC주소 사용할 수 없음
- 지역 코드를 반영한 4바이트의 IP주소 만들어짐
- 4바이트 중 앞 3바이트는 지역코드를 나타내고, 마지막 1바이트는 개별컴퓨터를 나타냄(IP V4)
네트워크 계층에서 데이터 단위는 패킷(Packet)
장비로는 라우터, L3 스위치가 있음

💡전송 계층(Transport Layer)

TCP가 네트워크 계층에서 올라온 데이터 정리, 응용 프로그램에 전달

종단 간 신뢰성 있고 정확한 데이터 전송을 담당

송신자와 수신자 간의 신뢰성있고 효율적인 데이터를 전송하기 위하여 오류검출 및 복구, 흐름제어와 중복검사 등을 수행

데이터 전송을 위해서 Port 번호를 사용함.(대표적인 프로토콜로 TCP와 UDP가 있음)

IP주소는 컴퓨터까지 오는데 사용되는데, 어떤 응용프로그램으로 가야할지는 모름

    → 전송 계층에서 사용하는 주소 : 포트 번호

전송 계층에서 데이터 단위는 세그먼트(Segment)

💡세션 계층(Session Layer)

통신 장치 간 상호작용 및 동기화를 제공
연결 세션에서 데이터 교환과 에러 발생 시의 복구를 관리

💡표현 계층(Presentation Layer)

데이터를 어떻게 표현할지 정하는 역할을 하는 계층
표현 계층은 세가지의 기능을 갖고 있습니다.
1. 송신자에서 온 데이터를 해석하기 위한 응용계층 데이터 부호화, 변화
2. 수신자에서 데이터의 압축을 풀수 있는 방식으로 된 데이터 압축
3. 데이터의 암호화와 복호화(MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작이 표현계층에서 이루어짐. EBCDIC로 인코딩된 파일을 ASCII 로 인코딩된 파일로 바꿔주는 것이 한가지 예임)