[CS]OSI 7 계층

김피자·2023년 2월 9일
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정처기하면서 "물데네전세표응" 이라고 그냥 순서를 외우기만 했는데 막상 각 계층에서 하는 일이 뭔지는 몰라서 정리하게 됐습니다~><

OSI 7 계층

  • 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것
  • 국제표준화기구(ISO)에서 네트워크 간 호환을 위해 표준 네트워크 모델로 만든 것

OSI 7단계로 정의한 이유는 통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악하기 위해서 + 통신 과정 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비나 소프트웨어 등을 건드리지 않고 통신 장애를 일으킨 그 해당 단계에서 해결할 수 있기 때문임


  • OSI 7 계층은 물리, 데이터링크, 네트워크, 전송, 세션, 표현, 응용 계층으로 나뉨

  • 전송 시 7계층(응용)에서 1계층(물리)으로까지 각각 층마다 인식할 수 있어야하는 헤더를 붙이고(캡슐화), 수신 시 1계층(물리)부터 7계층(응용)으로 헤더를 다 떼어냄(디캡슐화)

  • 출발지에서 데이터가 전송될 때 헤더가 추가되는데 2계층(데이터링크)에서만 오류 제어를 위해 꼬리부분에 추가

  • 1계층(물리)에서 1, 0의 전기적 신호가 되어 전송매체(동축 케이블, 광섬유 등)를 통해 전송됨


1계층 물리 계층(Physical Layer)

  • 실제 장치를 연결하기 위한 전기적 물리적 세부 사항을 정의한 계층

  • 인터넷 케이블, 라우터, 스위치 등 전기적인 신호가 물리적 장치에 의해 왔다 갔다(통신)하는 계층

  • 이 계층은 단지 데이터를 전달만 할 뿐 송,수신하려는 데이터가 뭔지 어떤 에러가 있는지 전혀 신경쓰지 않고 단지 데이터를 전기적인 신호로 변환해 주고받을 수 있게 하는 기능만 할 뿐임(알고리즘, 오류제어 기능 X)

  • 여기서 데이터는 0과 1의 비트열, 즉 ON, OFF의 전기적 신호 상태임

  • 장비 : 케이블, 리피터, 허브


  • 장치 간 신호를 전달하는 물리 계층을 이용해 네트워크 상의 주변 장치들 간의 데이터를 전송하는 역할

즉, 인접한 두 장치간 신뢰성 있는 정보 전송을 담당(Point-to-Point)함

  • 물리 계층을 통해 송, 수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달이 가능하도록 도와주는 역할

통신에서의 오류를 찾아주고 재전송 하는 기능을 가지고 있음
맥 주소(Mac Address)를 가지고 통신함

  • 송, 수신을 주고받는 두 장치간 신뢰성 있는 전송을 보장하기 위한 계층임

주소 할당 : 물리 계층으로부터 받은 신호들이 네트워크 상의 장치에 올바르게 안착할 수 있게함
오류 감지 : 신호가 전달되는 동안 오류가 포함되는지 감지 오류가 있다면해당 데이터 폐기

  • 단위 : 프레임(Frame)
  • 장비 : 브리지, 스위치

3계층 네트워크 계층(Network Layer)

  • 여러 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 함
  • 중계 노드를 통해 전송하는 경우 어떻게 중계할 것인가 규정

라우팅 기능으로 최적의 경로 설정
(라우팅 기능 : 데이터를 목적지까지 안전하고 빠르게 보냄)

  • 다양한 길이의 데이터를 네트워크를 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질(Qos)을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공

경로를 선택하고 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해 주는 것이 주 역할

컴퓨터에게 데이터를 전송할 주소를 가지고 있어서 통신이 가능(IP주소가 네트워크 계층의 헤더에 속함)

데이터를 연결하는 다른 네트워크를 통해 전달함해 인터넷이 가능하게 만드는 계층임

  • 단위 : 패킷(Packet)
  • 장비 : 라우터, L3 스위치

4계층 전송 계층(Transport Layer)

  • 통신을 활성화하기 위한 계층

보통 TCP 프로토콜을 이용하며, 포트를 열어 응용프로그램들이 전송을 할 수 있게 함
만약, 데이터가 왔다면 4계층에서 해당 데이터를 하나로 통합해 5계층으로 전달

양 끝단의 사용자가 신뢰성 있는 데이터를 주고받게 하여 상위 계층이 데이터 전달의 유효성이나 효율성에는 신경쓰지 않게 해주는 계층

  • 시퀀스 넘버기반의 오류제어 방식 사용

  • 종단 간(End-to-End) 통신을 다루는 최하위 계층으로 신뢰성 있고 효율적인 데이터 전송하며, 기능은 오류 검출 및 복구와 흐름제어, 중복 검사 등을 수행

  • 데이터 전송을 위해 Port번호 사용(대표 프로토콜 TCP, UDP)

  • 단위 : 세그먼트(Segment)

  • 장비 : L4 스위치


5계층 세션 계층(Session Layer)

  • 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하는 방법을 제공하는 계층
  • 통신 장치 간 상호작용 및 동기화 제공
  • 연결 세션에서 데이터 교환과 에러 발생 시 복구 관리

이 계층의 프로토콜은 통신 연결이 손실되는 경우 연결 복구 시도가 가능하고 연결 시도 중 장시간 연결이 되지 않았다면 세션 계층의 프로토콜이 연결을 닫고 다시 연결을 시도함

  • 전이중 통신, 반이중 통신 명령 중 하나를 제공하여 교환 메시지 스트림(Stream) 내에서 동기화 지점을 제동함
  • 단위 : 데이터(Data) 또는 메세지(Message)

전이중 통신(Full Duplex)
: 두 대의 단말기가 데이터를 송, 수신하기 위해 각각 독립된 회선을 사용하는 통신 방식
: 전화망, 고속 데이터 통신 등

반이중 통신(Half Duplex)
: 한쪽이 송신하는 동안 다른 쪽에서 수신하는 통신 방식으로, 전송 방향의 교체가 일어남
: 무전기 등


6계층 표현 계층(Presentation Layer)

  • 데이터를 어떻게 표현할지 정하는 역할
  • 코드 간 번역을 담당
  • 인코딩/디코딩, 압축/해제, 암호화/복호화 등의 역할을 수행
  • 응용 프로그램이나 네트워크를 위해 데이터를 "표현"하는 것

ex) EDCDIC로 인코딩 된 문서를 ASCII로 바꿔주거나, 해당 데이터가 TEXT인지 그림인지, GIF인지 PNG인지 구분하는 것이 표현 계층의 역할

  • 단위 : 데이터(Data)

7계층 응용 계층(Application Layer)

  • 사용자와 가장 밀접한 계층으로 인터페이스 역할
  • 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행

응용 계층은 최상위 계층으로 사용자에게 직접적으로 보이는 부분임
웹 상에서 웹 서버 및 웹 브라우저 상호 간 데이터 전송을 위한 프로토콜

  • 단위 : 데이터(Data)
  • 주요 프로토콜 : TELNET, FTP, SMTP, HTTP 등

🔍 OSI 7계층에 대해 설명해보자!

OSI 7계층은 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층으로 구성

물리 계층은 0과 1로 구성된 데이터를 선으로 전달할 수 있도록 전기적인 신호로 변환시켜주는 역할

데이터 링크 계층은 point to point, 같은 LAN 안의 연결된 컴퓨터들끼리 MAC 주소로 통신이 가능
이 계층에서 전송되는 단위를 프레임이라고 하고 장비로는 스위치가 있음

네트워크 계층은 라우터 장비를 이용해 데이터를 목적지까지 안전하고 가장 빠른 경로로 전달해주는 역할
IP 주소를 이용해 다른 LAN에 속한 컴퓨터로 데이터를 전송

전송 계층은 End to End, 양 끝단의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해줌
또 포트번호로 데이터의 목적지가 어느 애플리케이션인지 식별
대표적인 프로토콜로는 TCP, UDP

세션 계층은 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 하기 위한 방법을 제공
TCP/IP 세션을 생성하고 없애는 책임

표현 계층은 데이터 표현에 대한 독립성 제공과 암호화 역할을 담당

응용 계층은 최종 목적지로 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행


출처
https://onecoin-life.com/19#recentComments
https://velog.io/@cgotjh/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-OSI-7-%EA%B3%84%EC%B8%B5-OSI-7-LAYER-%EA%B8%B0%EB%B3%B8-%EA%B0%9C%EB%85%90-%EA%B0%81-%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EC%84%A4%EB%AA%85

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