OSI 7계층이란?
OSI 7계층은 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것
OSI 7계층을 나눈 이유는?
통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악할 수 있기 때문이다.
이를 통해 얻을 수 있는 효과는
1. 흐름을 한 눈에 알아보기 쉽다.
2. 사람들이 이해하기 쉽다.
3. 7단계 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비 및 소프트웨어를 건들이지 않고도 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있다.
OSI 7 계층 단계
1계층 물리 계층(Physical Layer)
전기적, 기계적, 기능적 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송한다.
데이터를 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능을 한다.
2계층 데이터링크 계층(DataLink Layer)
1계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.
전송 단위는 프레임이며 MAC 주소를 가지고 통신하게 된다.
주요 역할 : 통신에서의 오류를 찾아주고 재전송 하는 기능
주요 장비 : 브릿지, 스위치
3계층 네트워크 계층(Network Layer)
데이터를 목적지까지 안전하고 빠르게 전달하는 기능을 한다.(라우팅 기능)
경로를 선택하고 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해주는 것
라우팅 외에도 Segmentation, 오류 제어, Internetworking 등을 수행
주요 역할 : IP 주소 부여, 경로 설정(Routing)
4계층 전송 계층(Transport Layer)
사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 하여 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해준다.
전송 계층의 패킷들의 전송이 유효한지 확인하고 전송 실패한 패킷들을 다시 전송한다.
주요 역할 : 종단간 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송하며, 기능은 오류검출 및 복구와 흐름제어 중복검사 등을 수행
5계층 세션 계층(Session Layer)
데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결을 하는 계층이다.
동시 송수신 방식(duplex), 반이중 방식(half-duplex), 전이중 방식(Full Duplex)의 통신과 함께, 체크 포인팅과 종료, 다시 시작 과정 등을 수행한다.
주요 역할 : 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류 복구 명령을 다룬다. 통신을 하기 위한 세션을 확립/유지/중단을 담당한다.
6계층 표현 계층(Presentation Layer)
데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고 암호화한다.
코드 간의 번역을 담당하여 사용자 시스템에서 데이터 형식 상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로 덜어준다.
MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작이 이 계층에서 발생한다.
주요 역할 : 사용자의 명령어를 완성 및 결과 표현, 포장/압축/암호화
7계층 응용 계층(Application Layer)
최종 목적지로서 HTTP, FTP, SMTP와 같은 프로토콜들이 있다.
통신 패킷들은 위의 프로토콜에 의해 모두 처리된다.
주요 역할 : 네트워크 소프트웨어 UI 부분, 사용자 입출력 부분
TCP/IP
인터넷 프로토콜 스위트(Internet Protocol Suite)는 인터넷에서 컴퓨터들이 서로 정보를 주고 받는 데 쓰이는 프로토콜의 모음이다. 이 중 TCP와 IP가 가장 많이 쓰이기 때문에 TCP/IP 프로토콜 슈트라고도 불린다.
TCP/IP는 패킷 통신 방식의 인터넷 프로토콜인 IP와 전송 조절 프로토콜인 TCP로 이루어져 있다. IP는 패킷 전달 여부를 보증하지 않고, 패킷을 보낸 순서와 받는 순서가 다를 수 있다. TCP는 IP 위에서 동작하는 프로토콜로, 데이터 전달을 보증하고 보낸 순서대로 받게 해준다. HTTP, FTP, SMTP 등TCP를 기반으로 한 많은 수의 어플리케이션 프로토콜 들이 IP 위에서 동작하기 때문에 묶어서 TCP/IP라고 한다.
즉, TCP/IP를 사용한다는 것은 IP 주소 쳬계를 따르고 IP Routing을 이용해 목적지에 도달하며 TCP의 특성을 활용해 송신자와 수신자의 논리적 연결을 생성하고 신뢰성을 유지할 수 있도록 하겠다는 것을 의미한다.
TCP
TCP(Transmission Control Protocol)은 근거리 통신망이나 인트라넷, 인터넷에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟을 안정적으로, 순서대로, 에러없이 교환 할 수 있게 한다.
TCP는 전송 계층에 위치하며, 네트워크의 정보 전달을 통제하는 프로토콜이다.
TCP는 통신하고자 하는 양쪽 단말이 통신할 준비가 되었는지, 데이터가 제대로 전송되었는지, 데이터가 가는 도중 변하지 않았는지, 수신자가 얼마나 받았고 빠진 부분은 없는지 등을 체크하고 이런 정보는 TCP Header에 담겨 있다.
TCP가 실을 수 있는 데이터의 크기를 세그먼트(Segment)라고 한다.
또한, TCP는 IP 정보뿐만 아니라 Port를 이용하여 연결한다.
TCP 작동(3-way handshake)
1. 송시낮가 수신자에게 'SYN'을 날려 통신이 가능한지 확인한다. 이때 Port가 열려 있어야 한다.
2. 수신자가 송신자로부터 'SYN'을 받고 'SYN/ACK'을 송신자에게 날려 통신할 준빅다 되어있음을 알린다.
3. 송신자가 수신자의 'SYN/ACK'을 받고 'ACK'를 날려 전송을 시작함을 알린다.
TCP 특징
흐름제어
송신자는 자신이 한 번에 얼마나 보낼 수 있는지, 수신사는 자신이 데이터를 어디까지 받았는지 계속 확인하고 TCP Header내의 Window size를 이용해 한번에 보내고/받을 수 있는 데이터의 양을 정한다.
수신자는 지금까지 받은 데이터 양을 확인하여 송신자에게 Acknowledgement Number를 보내고, 다음 보낼 데이터의 순서 번호를 표기한 것을 Sequence Number라고 한다.
혼잡제어
송신자는 연결 초기에 데이터 송출량을 낮게 잡고 보내면서 수신자의 수신을 확인하며 데이터 송출량을 조금씩 늘린다.
이를 통해 네트워크에서 가장 적합한 데이터 송출량을 확인할 수 있게 된다.
이를 Slow Start 방식이라고 한다.
