OSI 7계층
OSI(Open Systems Interconnections) 계층이란, 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 7 계층으로 나눈 것이다. 계층을 분리함으로서 각 계층은 독립적인 역할을 할 수 있고, 문제 발생 시 어느 계층에서 문제가 생겼는 지 파악이 가능하다. 일반적으로 하위 계층들은 하드웨어로, 상위 계층들은 소프트웨어로 구현된다.
계층 1. 물리 계층 (Physical Layer)
이 계층에서는 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하게 된다.
이 계층에서 사용되는 통신 단위는 비트이다. 이 계층에서는 데이터 전송만 하고 이 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는 지 전혀 신경 쓰지 않는다. 단지 데이터를 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능만 담당한다.
대표장비: 통신케이블, 리피터, 허브계층 2. 데이터링크 계층 (Data Link Layer)
데이터 링크 계층은 포인트 투 포인트(Point to Point)간 신뢰성있는 전송을 보장하기 위한 계층으로 CRC(순환중복검사)기반의 오류제어와 흐름제어가 필요하다. 이 계층에서는 물리적으로 할당받는 MAC 주소로 통신을 한다.
이 주소는 개별 네트워크 카드에 정해져 있다. 주소 체계는 계층이 없는 단일 구조로, 데이터 링크 계층의 가장 잘 알려진 예는 이더넷이다.
대표장비: 브릿지, 스위치
전송단위: 프레임
역할: 프레임에 주소 부여 / 에러 검출 / 재전송 / 흐름제어계층 3. 네트워크 계층 (Network Layer)
이 계층에서 가장 중요한 기능은 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능(라우팅) 이다.
이 계층은 경로를 선택하고 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해주고 여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층으로, 다양한 길이의 데이터를 네트워크들을 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질(QoS)을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공한다.
라우터가 이 계층에서 동작하고 이 계층에서 동작하는 스위치도 있다. 데이터를 연결하는 다른 네트워크를 통해 전달함으로써 인터넷이 가능하게 만드는 계층이다. 논리적인 주소 구조(IP), 곧 네트워크 관리자가 직접 주소를 할당하는 구조를 가지며, 계층적(hierarchical)이다.
프로토콜: IP(internet protocol)
대표장비: 라우터, L3 스위치, IP 공유기
전송단위: 패킷
역할: 라우팅, 흐름제어, 세그멘테이션((de)segmentation), 오류제어, 인터넷 네트워킹계층 4. 전송 계층(Transport Layer)
이 계층은 양 끝단(End to end)의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해 주어, 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해준다. 시퀀스 넘버 기반의 오류 제어 방식을 사용한다. 전송 계층은 특정 연결의 유효성을 제어하고, 일부 프로토콜은 상태 개념이 있고(stateful), 연결 기반(connection oriented)이다. 이는 전송 계층 패킷들의 전송이 유효한지 확인하고 전송 실패한 패킷들을 다시 전송한다는 뜻이다.
프로토콜: TCP, UDP
전송단위: Segment
역할: 오류검출, 복구, 흐름제어 ,중복검사, 패킷생성계층 5. 세션 계층(Session Layer)
해당 계층은 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공한다. 동시 송수신 방식(duplex), 반 이중 방식(half-duplex), 전이중 방식(full-duplex)의 통신과 함께, 체크 포인팅과 유휴, 종료, 재시작 과정 등을 수행한다. 이 계층은 TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다.
프로토콜: SSH, TLS
역할: 통신을 위한 세션을 확립 / 유지 / 중단 (운영체제 역할)계층 6. 표현 계층(Presentation Layer)
이 계층은 코드 간의 번역을 담당하여 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어준다. MIME 인코딩이나 암호화, 데이터 압축 등이 이 계층에서 이루어진다.
역할: 사용자의 명령어를 완성 및 결과 표현, 포장 / 압축 / 암호화계층 7. 응용 계층(Application Layer)
해당 계층은 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행한다.일반적으로 응용서비스는 관련된 응용 프로세스들 사이의 전환을 제공한다.
역할: 네트워크 소프트웨어 UI 부분, 사용자의 입출력(I/O) 부분)
프로토콜: HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, TelnetReference
