[네트워크] OSI 7계층 & TCP/IP

기석·2022년 6월 4일
CSOSI 7계층TCP/IP Layer네트워크
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네트워크

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개요

  • 네트워크 프로토콜이 통신하는 구조를 추상화된 7개의 계층으로 표현한 모델이다.

  • 순서대로 1~7단계까지 물리, 데이터링크, 네트워크, 전송, 세션, 표현, 응용 계층으로 구성되어 있다.

  • 각 계층은 독립적이어서 한 계층에서 생긴 문제는 다른 계층을 건드리지 않고 해결할 수 있다.

  • 이 모델은 모든 통신 관련 시스템, 각종 네트워크 장비 및 컴퓨터 기기 등에 동일하게 적용 되는 개념이다. 즉, 우리가 사용하고 접하는 모든 통신 관련 시스템은 OSI 7 계층 범주에 속한다.

등장 배경

일반적인 통신 환경에서 서로 통신을 원하는 양 당사자는 신뢰성 있고 원활한 통신을 위한 상호 지침이 필요했다. 하지만 1980년대 컴퓨터 통신망이 확산되며 다양한 통신망이 혼재한 상황에서 통신망별로 별도의 지침을 마련하는 것은 비효율적이었다.

이런 상호 이질적 호환성 문제를 해결하기 위해 ISO는 OSI 7 계층이라는 새로운 네트워크 모델을 발표함으로써 서로 다른 컴퓨터 기기 간에 네트워크를 형성할 수 있도록 규정했다.

계층

응용 계층 (Application Layer, 7계층)

  • OSI 모델의 최상위 계층으로, 사용자가 네트워크 자원에 접근하는 방법을 제공한다.
  • 최종적으로 사용자가 볼 수 있는 유일한 계층, UI 제공

예) 크롬, 이메일

표현 계층 (Presentation Layer, 6계층)

  • 응용 계층으로부터 전송받거나 전달할 데이터의 인코딩과 디코딩이 이루어진다.
  • 암호화와 복호화 작업도 표현 계층에서 이루어진다.

예) 유니코드 -> 아스키 인코딩

세션 계층 (Session Layer, 5계층)

  • 컴퓨터 간 대화나 세션을 관리, 포트 연결이라고도 한다.
  • 모든 통신 장치 간에 연결을 설정하고 관리 및 종료한다.
  • 호스트가 갑자기 중지되지 않고 정상적으로 연결하는데 필요한 작업을 한다.

전송 계층 (Transport Layer, 4계층)

  • 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해준다.
  • 시퀸스 기반의 오류 제어 방식을 사용한다.
  • 연결형 프로토콜과 비 연결형 프로토콜을 모두 사용한다.

예) 방화벽, 프록시 서버

네트워크 계층 (Network Layer, 3계층)

  • 2홉 이상의 멀티 홉 통신을 담당
    • 홉 (hop): 네트워크의 노트에서 다음 노드로 가는 경로
  • 실제 네트워크 간 데이터 라우팅을 담당한다.
    • 라우팅: 네트워크 안에서 데이터를 보낼 최적의 경로를 선택하는 과정
  • 네트워크 호스트의 논리 주소 지정을 확인한다.
  • 데이터 스트림을 잘게 분할하고 경우에 따라 오류를 감지해 처리한다.
  • 라우팅, 흐름 제어, 세그멘테이션, 오류제어, 인터네트워킹 등 수행
  • OSI 7에서 가장 복잡한 계층 중 하나

예) 라우터

  • 물리적인 네트워크를 통해 데이터를 전송하는 수단을 제공
  • 1홉 통신을 담당한다.
  • 주 목적은 물리적인 장치를 식별하는 데 사용할 수 있는 주소 지정 체계를 제공하는 것
  • 포인트 투 포인트 간 신뢰성 보장을 위한 계층으로 CRC 기반의 오류제어와 흐름 제어가 필요.
  • 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 찾아내고 수정하는 수단 제공

예) 브리지, 스위치, 이더넷

물리 계층 (Physical Layer, 1계층)

  • OSI 모델의 맨 밑에 있는 계층
  • 네트워크 데이터가 전송되는 물리적인 매체
  • 데이터는 0과 1의 비트열로 전기적 신호 상태로 이루어져 있다.
  • 전압, 허브, 네트워크 어댑터, 중계기 및 케이블 사양을 비롯한 모든 물리적 전기적 특성을 정의한다.
  • OSI 모델에서 가장 복잡한 계층으로 간주된다.

특징

데이터 캡슐화

데이터 캡슐화

데이터가 상위 계층에서 하위 계층으로 지나면서 자신의 계층 특성을 담은 정보를 헤더화 시켜 붙이는 일련의 과정이다.
PDU (Protocol Data Unit)을 정보 처리 단위로 사용한다.

데이터 역캡슐화

반대로 데이터를 받은 컴퓨터는 PDU로부터 정보를 분석하며 올라가 마지막 응용 계층에 도달, 원본 데이터를 얻는다.

TCP/IP Layer

TCP/IP 계층

수 많은 프로그램들이 인터넷으로 통신하는데 기반이 되는 프로토콜이다.
이를 이용해서 컴퓨터를 연결하는 체계를 이더넷이라고 부른다.
OSI 참조 모델을 기반으로 상업적이고 실무적으로 이용될 수 있도록 단순해 채택한 모형이다.

그림 순서대로 OSI 7계층 -> TCP/IP -> TCP/IP updated 로 등장했다.
가장 최근에 나온 TCP/IP updated가 현재 전 세계 표준으로 적용되어 있다.

출처
http://wiki.hash.kr/index.php/OSI_7_%EA%B3%84%EC%B8%B5
https://en.wikipedia.org/wiki/OSI_model
https://velog.io/@jwkim/cs-nw-osi-tcp-ip

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