❤️🔥 OSI 7계층 모델
- ISO 국제표준화기구에서 1984년에 제정한 표준 규격
- 옛날에는 같은 회사에서 만든 컴퓨터끼리만 통신이 가능했었다 다른 회사 시스템과도 통신을 가능하게 하기 위해 네트워크 유형에 관계없이 상호 통신이 가능한 규약인 프로토콜을 ISO에서 제조사에 관계없이 공통으로 사용할 수 있는 네트워크 표준 규격을 정의했다.
- 네트워크 구성요소를 7단계로 나누어, 각 계층의 표준을 정한 것
- 목적: 표준화를 통한 포트, 프로토콜의 호환 문제를 해결하고 문제 발생 시 원인이 어느 곳에 있는지 범위를 좁혀 문제를 파악하기 위함에 있다.
1. Physical Layer (물리) 계층
OSI 모델의 맨 밑에 있는 계층으로서, 시스템 간의 물리적인 연결과 전기 신호를 변환 및 제어하는 계층. 주로 물리적 연결과 관련된 정보를 정의한다. 주로 전기 신호를 전달하는데 초점을 두고, 들어온 전기 신호를 그대로 잘 전달하는 것이 목적
- e.g. 디지털 또는 아날로그로 신호 변경
2. Data Link Layer (데이터 링크) 계층
네트워크 기기 간의 데이터 전송 및 물리주소(e.g. MAC 주소)를 결정하는 계층. 물리 계층에서 들어온 전기 신호를 모아 알아 볼 수 있는 데이터 형태로 처리. 이 계층에서는 주소 정보를 정의하고 출발지와 도착지 주소를 확인한 후, 데이터 처리를 수행.
- e.g. 브리지 및 스위치, MAC 주소
3. Network Layer (네트워크) 계층
OSI 7 계층에서 가장 복잡한 계층 중 하나로서 실제 네트워크 간에 데이터 라우팅을 담당. 이때 라우팅이란 어떤 네트워크 안에서 통신 데이터를 짜여진 알고리즘에 의해 최대한 빠르게 보낼 최적의 경로를 선택하는 과정을 라우팅이라고 한다.
- e.g. IP 패킷 전송
4. Transport Layer (전송) 계층
컴퓨터간 신뢰성 있는 데이터를 서로 주고받을 수 있도록 하는 서비스를 제공하는 계층. 하위 계층에서 신호와 데이터를 올바른 위치로 보내고 신호를 만드는데 집중했다면, 전송 계층에서는 해당 데이터들이 실제로 정상적으로 보내지는지 확인하는 역할을 한다. 네트워크 계층에서 사용되는 패킷은 유실되거나 순서가 바뀌는 경우가 있는 데, 이를 바로 잡아주는 역할도 담당.
- e.g. TCP/UDP 연결
5. Session Layer (세션) 계층
세션 연결의 설정과 해제, 세션 메시지 전송 등의 기능을 수행하는 계층. 즉, 컴퓨터간의 통신 방식에 대해 결정하는 계층. 쉽게 말해, 양 끝 단의 프로세스가 연결을 성립하도록 도와주고, 작업을 마친 후에는 연결을 끊는 역할.
6. Presentation Layer (표현) 계층
응용 계층으로 전달하거나 전달받는 데이터를 인코딩 또는 디코딩하는 계층. 일종의 번역기 같은 역할을 수행하는 계층.
- e.g. 문자 코드, 압축, 암호화 등의 데이터 변환
7. Application Layer (응용) 계층
최종적으로 사용자와의 인터페이스를 제공하는 계층으로 사용자가 실행하는 응용 프로그램(e.g. Google Chrome)들이 해당 계층에 속한다.
- e.g. 이메일 및 파일 전송, 웹 사이트 조회
❤️🔥 데이터 캡슐화
OSI 7계층 모델은 송신 측의 7계층과 수신 측의 7계층을 통해 데이터를 주고 받는다. 각 계층은 독립적이므로 데이터가 전달되는 동안에 다른 계층의 영향을 받지 않는다.
데이터를 전송하는 쪽은 데이터를 보내기 위해서 상위 계층에서 하위 계층으로 데이터를 전달한다. 이때 데이터를 상대방에게 보낼 때 각 계층에서 필요한 정보를 데이터에 추가하는데 이 정보를 헤더(데이터링크 계층에서는 트레일러)라고 합니다. 그리고 이렇게 헤더를 붙여나가는 것을 캡슐화라고 한다.
마지막 물리 계층에 도달하며 송신 측의 데이터링크 계층에서 만들어진 데이터가 전기 신호로 변환되어 수신 측에 전송된다.
데이터를 받는 쪽은 하위 계층에서 상위 계층으로 각 계층을 통해 전달된 데이터를 받게 된다. 이때 상위 계층으로 데이터를 전달하며 각 계층에서 헤더(데이터링크 계층에서는 트레일러)를 제거해 나가는 것을 역캡슐화라고 한다. 역캡슐화를 거쳐 마지막 응용 계층에 도달하면 드디어 전달하고자 했던 원본 데이터만 남게 된다.
❤️🔥 TCP/IP 4계층 모델
- TCP/IP 4계층 모델은 OSI 모델을 기반으로 실무적으로 이용할 수 있도록 현실에 맞춰 단순화된 모델
- OSI 7계층 이론을 실제 사용하는, 즉 실용성에 기반을 둔 현대의 인터넷 표준이 TCP/IP 4계층.
TCP/IP 4계층 모델은 아래 그림과 같이 응용 계층, 전송 계층, 인터넷 계층, 네트워크 접속 계층으로 이루어져 있다.
4계층 애플리케이션 계층
OSI 계층의 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층에 해당하며 TCP/UDP 기반의 응용 프로그램을 구현할 때 사용.
- e.g. FTP, HTTP, SSH
3계층 전송 계층
OSI 계층의 전송 계층에 해당하며 통신 노드간의 연결을 제어하고, 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당.
- e.g. TCP/UDP
2계층 인터넷 계층
OSI 계층의 네트워크 계층에 해당하며 통신 노드 간의 IP 패킷을 전송하는 기능 및 라우팅을 담당.
- e.g. IP, ARP, RARP
1계층 네트워크 인터페이스 계층
OSI 계층의 물리 계층과 데이터 링크 계층에 해당하며 물리적인 주소로 MAC을 사용.
- e.g. LAN, 패킷망 등에 사용됨
🔎 응용 계층
- 응용 계층은 네트워크 모델의 최상위 계층으로 최종적으로 사용자와의 인터페이스를 제공하는 계층.
- 사용자가 웹 서핑을 할 때에는 웹 브라우저를 사용하고 메일을 주고 받을 때는 Outlook과 같은 메일 프로그램을 사용하는 것을 예시로 들 수 있다.
- 응용 계층은 이메일, 파일 전송, 웹 사이트 조회 등 애플리케이션에 대한 서비스를 사용자에게 제공하는 계층.
응용 계층의 클라이언트와 서버
- 애플리케이션은 서비스를 요청하는 측(사용자 측)에서 사용하는 애플리케이션과 서비스를 제공하는 측의 애플리케이션으로 분류된다.
- 일반적으로 서비스를 요청하는 측을 클라이언트, 서비스를 제공하는 측을 서버라고 한다.
- 웹 브라우저(e.g. Google Chrome)나 메일 프로그램(e.g. Outlook)은 사용자 측에서 사용하는 애플리케이션이니 클라이언트에 속하는 반면, 서비스를 제공하는 측인 서버에는 웹 서버 프로그램과 메일 서버 프로그램 등이 있다. 클라이언트와 서버 모두 응용 계층에서 동작한다.
