[네트워킹] OSI 7계층

TToII·2022년 2월 7일
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네트워킹

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네트워크의 OSI 7계층

  • 개념
    개방형 시스템 상호 연결 모델의 표준
  • 배경
    서로 다른 통신업체 장비 간에 호환이 필요함
    각 시스템에만 적용되는 개별 네트워크 구조를 사용
  • 사용 이유
    통신이 일어나는 과정을 단계별로 알 수 있고, 특정한 곳에 이상이 생기면 그 단계만 수정할 수 있기 때문이다.

OSI 장점

각 계층이 독립되어 있기때문에 다른 계층에 영향없이 수정 가능 (쉬운 수정)
인터페이스 표준화
데이터의 흐름이 한눈에 보임
문제 해결의 편리성
단순한 구조, 설계 용이

OSI 단점

7개의 계층을 거쳐야하기때문에 지연 시간 발생
각 계층마다 헤더 등의 정보를 추가하거나 없애기 때문에 지연 시간 발생

작동 원리

  1. 전송(encapsulation) : 상위 계층(7계층)에서 하위 계층(1계층)으로 기능과 관련된 계층 정보를 지닌 헤더를 붙임
  2. 수신(decapsulation) : 하위 계층에서 상위 계층으로 헤더를 떼어냄
  3. 출발지에서 데이터가 전송될 때 헤더가 추가되는데 데이터 링크 계층에서만 꼬리부분에(trailer) 추가됨
  4. 물리계층에서 0, 1의 신호가 되어 전송매체 (동축케이블, 광섬유 등)을 통해 전송한다.

계층 구조

물리 계층(Physical Layer)

  • 7계층 중 최하위 계층(1계층)
  • 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해 데이터를 전송한다.
  • 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
  • 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
    데이터 링크 계층에서 데이터 단위는 프레임(Frame)
    장비로는 브리지, 스위치가 있음

네트워크 계층(Network Layer)

  • 중계 노드를 통하여 전송하는 경우 어떻게 중계할 것인가를 규정
  • 라우팅 기능을 맡고 있는 계층으로 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 데이터를 * 보내는 기능을 가지고 있음(최적의 경로를 설정가능)
  • 컴퓨터에게 데이터를 전송할지 주소를 갖고 있어서 통신가능(=우리가 자주 듣는 IP 주소가 바로 네트워크 계층 헤더에 속함)
  • 네트워크 계층에서 데이터 단위는 패킷(Packet)
  • 장비로는 라우터, L3 스위치가 있음

전송 계층(Transport Layer)

  • 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)
  • 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.
  • 송신자에서 온 데이터를 해석하기 위한 응용계층 데이터 부호화, 변화
  • 수신자에서 데이터의 압축을 풀수 있는 방식으로 된 데이터 압축
  • 데이터의 암호화와 복호화 (MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작이 표현계층에서 이루어짐. EBCDIC로 인코딩된 파일을 ASCII 로 인코딩된 파일로 바꿔주는 것이 한가지 예임)

응용 계층(Application Layer)

  • 사용자와 가장 밀접한 계층으로 인터페이스 역할
  • 응용 프로세스 간의 정보 교환을 담당 ex) 전자메일, 인터넷, 동영상 플레이어 등

요약(Summary)

  • OSI 7계층 모델의 계층별 기능
    • 물리 계층 : 물리적으로 데이터를 전송하는 역할을 수행
    • 데이터 링크 계층 : 물리적 전송 오류를 해결(오류 감지/ 재전송 기능)
    • 네트워크 계층 : 올바른 전송 경로를 선택(혼잡 제어 포함)
    • 전송 계층 : 송수신 프로세스 사이의 연결 기능을 지원
    • 세션 계층 : 대화 개념을 지원하는 상위의 논리적인 연결을 지원
    • 표현 계층 : 데이터의 표현 방법
      • 압축 : 전송되는 데이터 양
      • 암호화 : 전송되는 데이터의 의미
    • 응용 계층 : 다양한 응용 환경을 지원

참고

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