TCP/IP를 알아보기 위한 OSI 7 계층

OSI 7계층

OSI 7계층, ISO(국제 표준화 기구)에서 개발한 첨조 모델이다. Open Systems Interconnection Reference Model 을 7가지 물리, 데이터 링크, 네트워크, 전송, 세션, 표현, 응용 계층으로 나뉘는데

왜 ISO 에서 국제표준을 정했을까?

대략 70년도 기술 연구자들은 컴퓨터 시스템이 서로 잘 통신할 수 있는 방법을 찾기 시작했고, 각 회사별로 여러 경쟁 모델들이 만들어졌다. (이중에는 더 이전에 연구를 시작한 TCP/IP도 여기에 속함.)

각 회사마다 독자적인 규격의 컴퓨터를 사용하고 있었기 때문에 네트워크로 연결할 수 없는 문제가 있었다.

결국 통합 시스템이 필요했고, 1984년이 되서야 ISO에서 이런 네트워킹 모델들의 장점을 살려 서로 통신을 하기 위한 통신 규격을 개발하게 되었다.

용어 Tip
각 노드간 노드간 어쩌구하는데 네트워크 통신에서 말하는 노드(node)는 통신 종단점 즉, 네트워크에 연결된 컴퓨터와 같이 데이터를 주고 받는 모든 시스템을 통칭하여 부른다.
예를 들어 A회사의 컴퓨터 20대와 허브2개 공유기 2개 라우터가있다. 이들은 네트워크 A에 속해있으며, 이 장비들을 통틀어 하나의 노드라고 부른다. 상황에 따라서 다르게 불리는 경우가 있다.

OSI의 7계층

물리 계층

1 Layer: Physical Layer, 물리계층

• 하드웨어 전송 기술로 이루어져있다.
• OSI 아키텍쳐에서 가장 복잡한 계층으로 간주.
• 비트 0, 1의 통신단위로 통신한다.
• 전선, 전파, 광섬유, 동축케이블, 모뎀(Modem), CSU 등이있다.

쉽게 요약

시스템의 전기적, 물리적 표현을 나타낸다. 무선 주파수 링크(802.11 같은 무선시스템)나 케이블 종류, 핀 배치, 전압 등이 포함된다.

데이터 링크 계층

2 Layer: Data Link Layer, 데이터 링크 계층

• Point to Point간 신뢰성 있는 전송을 보장하기 위한 계층이다.
• 전송 데이터에 대한 CRC 오류제어가 필요하다.
• 프로토콜을 식별하고 오류 검사, 프레임 동기화 하는 LLC가 해당한다.
• 물리적인 MAC 주소가 이 계층에 해당한다.
• 전송 단위는 Frame이다.
• 프로토콜: Ethernet, Token Ring, HDLC, Frame relay, ATM, 무선랜 등이있다.

쉽게 요약

노드(node) 간 데이터 전송을 제공하며 물리 계층의 오류 수정도 처리한다. 2개의 부계층이 존재하는데 MAC(Media Access Control) 계층과, LLC(logical link control) 계층이다.

네트워크 계층

3 Layer: Network Layer, 네트워크 계층

• 라우터가 이 계층에서 동작한다.
• 주요 기능은 데이터를 다른 네트워크로 또는 다른 네트워크를 통해 이동한다.
• 전송 단위는 패킷(Packet)이다.
• 우리가 흔히 아는 IP주소는 이 계층에서 제공한다.
• TCP/IP 관점에선 IP 주소는 라우팅 목적으로 적용된다.
• 프로토콜: IP, ICMP, X.25, ARP, OSPF, IPX, DDP, RARP, BGP 등이 있다.

쉽게 요약

다른 여러 라우터를 통한 라우팅을 비롯한 패킷 전달을 담당한다. 예를 들어 서울에 있는 컴퓨터가 뉴욕에 있는 서버에 연결하려고 할때 그 경로는 매우 많지만... 이 계층의 라우터가 효율적으로 처리한다.

전송 계층

4 Layer: Transport Layer, 전송 계층

• 세션 계층 에서 전송된 데이터를 전송측에서 단위로 나누고
• 수신측에서 재조립하여 세션 계층에서 사용할 수 있는 데이터로 되돌리는 역할을 한다.
• 이때 전송 단위는 Segment이다.
• 양 끝단(end To end)의 사용자들이 신뢰성있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해주는 계층.
• 프로토콜: TCP, UDP, RTP, SCTR, SPX, AppleTalk 등이 있다.
• TCP는 Segmaent 단위
• UDP는 Datagram 단위

쉽게 요약

최종 시스템 및 호스트 간의 데이터 전송을 조율한다. 보낼 데이터의 용량과 속도, 목적지 등을 처리하며, 가장 잘알려진 예로 TCP/IP프로토콜이다.

세션 계층

5 Layer: Session Layer, 세션 계층

• 각 장치간 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공.
• 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류복구 명령들을 일괄적으로 다룬다.
• 세션을 만들고 유지하며, 세션 종료, 전송 중단 시 복구기능이 있다.
• 전송 단위는 message이다.
• TCP/IP 세션을 만들고 없엘 수 있다.
• 프로토콜: TLS, SSH, ISO 8327 / CCITT X.225, AppleTalk, NetBios 등이있다.

쉽게 요약

2대의 기기, 컴퓨터나 서버 간에 "대화"를 하기 우해선 세션을 만들어야하는데 이곳에서 처리한다.
이 계층은 설정, 시스템의 응답 대기시간 같은 조율, 마지막 응용 프로그램간의 종료 등의 기능이 필요하다.

표현 계층

6 Layer: Presentation Layer, 표현 계층

• MIME 인코딩이나(HTTP 헤더의 Content 시리즈) 암호화 등의 동작을 다룬다.
• 주로 응용계층으로부터 전달 받거나, 전송하는 데이터의 인코딩 및 디코딩을 이룬다.
• 응용 계층에서 DATA를 이해할 수 있게 응용 프로그램에 맞춰 변환한다.
• 프로토콜: JPEG, MPEG, XDR, SMB, AFP 등 다양한 포멧이 있다.

쉽게 요약

응용 계층의 데이터 표현에서 독립 적인 부분을 나타낸다. 응용프로그램 형식을 준비 또는 네트워크 형식으로 반환하거나 네트워크 형식을 응용프로그램으로 변환하는데, 대표적인 에로 뗴이터를 안전하게 전송하기 위해 암호화, 복호화를 한다.

응용 계층

7 Layer: Application Layer, 응용 계층

• OSI의 최상위 계층이다.
• 사용자또는 어플리케이션이 네트워크에 접근할 수 있도록 해준다.
• 사용자에게 보이는 유일한 계층.
• 메일 전송, 인터넷 접속 등의 작업을 수행.
• 프로토콜: HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, 등이 있다.

쉽게 요약

최종 사용자에게 가장 가까운 계층이며, 상호작용을 한다. 구글 크롬,파이어폭스 같은 웹브라우저나 스카이프, 아웃룻 같은 응용 프로그램이 대표적이다.

복잡하고 긴 OSI 7단계 요약

만약 호스트 김이 호스트 박에게 데이터를 보낼 때 상위 계층에서 하위계층으로 데이터를 캡슐화 하여 만들어나간다.

호스트박은 전송 데이터를 받으면 역 캡슐화를 통해 해당 데이터를 사용한다.

즉,

A-P-S-T-N-D-P => P-D-N-T-S-P-A

• 국제 표준기구 에서 개발됨.
• 통신이 일어나는 과정을 구분짓기 쉽게 7단계로 나눴다.
• 앞으로 개발될 프로토콜의 표준적인 뼈대를 제공하기 위한 참조모델이다.
• 네트워크에서 트래픽의 흐름을 알아볼 수 있다.
• 각 계층은 독립되어 있다.
• 유지관리의 수월성, 용이성 등의 이득을 볼 수 있다.

OSI 7 모델 계층 암기 요령 8가지

응용 계층에서 물리 계층까지(위에서 아래로) (A-P-S-T-N-D-P)
모든 사람은 데이터 처리가 필요한 듯 하다(All-People-Seem-To-Need-Data-Processing)
모든 전문가는 최고의 도넛 가게를 찾는다(All-Pros-Search-Top-Notch-Donut-Places)
펭귄은 아무도 펩시를 마시지 않는다고 말했다(A-Penguin-Said-That-Nobody-Drinks-Pepsi)
신부는 2명의 수녀가 푸시업 하는 것을 보았다(A-Priest-Saw-Two-Nuns-Doing-Pushups)

물리 계층에서 응용 계층까지(아래에서 위로): (P-D-N-T-S-P-A)
소시지 피자를 버리지 말아 주세요(Please-Do-Not-Throw-Sausage-Pizza-Away)
휴! 죽은 닌자 거북이 냄새는 특히 지독하다(Pew!-Dead-Ninja-Turtles-Smell-Particularly-Awful)
사람들은 폴라 압둘을 볼 필요가 없다(People-Don’t-Need-To-See-Paula-Abdul)
피트는 더 이상 피클을 팔 필요가 없다(Pete-Doesn’t-Need-To-Sell-Pickles-Anymore

ref: 위키피디아 OSI 7계층, OSI 7계층과 TCP/IP 계층,searchnetworking, imperva, devbin.kr,cio코리아,Packt Video youtube, lmntechnohub.blogspot.com