[221031] OSI 7계층 & TCP/IP

Younseo·2022년 10월 31일

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📝 OSI 7계층

1. OSI(Open Systems Interconnection Reference Model)의 정의

다양한 컴퓨터 시스템이 표준 프로토콜을 사용하여 통신할 수 있도록 국제 표준화 기구(ISO)에서 만든 개념 모델이다.
네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 7계층으로 나누어 정의했다.

OSI 표준 모형은 7계층으로 이루어져 있으며, 계층 별로 역할이 나누어져 있다.
계층을 나눈 이유는 통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악할 수 있기 때문이다. 흐름을 알아보기 쉽고 7계층 중에서 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 계층의 장비나 소프트웨어를 건드리지 않고 이상이 생긴 계층만 고칠 수 있다.

Example from OSI 7 계층이란?, OSI 7 계층을 나눈 이유

PC방에서 롤을 하는데 연결이 끊겼다.
어디에 문제가 있는지 확인하기 위해서는
1) 모든 PC가 문제가 있다면
라우터의 문제(3계층 네트워크 계층)이거나 광랜을 제공하는 회사의 회선 문제(1계층 물리 계층)
한 PC만 문제가 있고
2) 롤 소프트웨어에 문제가 있다면(7계층 어플리케이션 계층)
3) 롤 소프트웨어에 문제가 없고, 스위치에 문제가 있으면(2계층 데이터링크 계층)
있다고 판단해 다른 계층에 있는 장비나 소프트웨어를 건들이지 않는것이다.

2. 계층단계

[OSI 7 계층이란?, OSI 7 계층을 나눈 이유]

2.1 물리계층 (Physical Layer)

주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용하여 통신 케이블로 데이터를 전송하게 된다.
사용되는 통신 단위는 비트이다. 이 계층에서는 데이터를 전달만 할 뿐, 전송(혹은 받으려는)하려는 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지는 전혀 신경쓰지 않는다. 대표적인 장비는 통신 케이블, 리피터, 허브등이 있다.

2.2 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

물리계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있게 도와주는 역할.
통신에서의 오류도 찾아주고 재전송하는 기능도 가지고 있다. 맥 주소를 가지고 통신하게 된다. 이 계층에서 전송되는 단위는 프레임이라고 하고, 대표적인 장비는 브리지, 스위치 등이 있다.

2.3 네트워크 계층 (Network Layer)

데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능(라우팅)이다.
이 계층에서 사용되는 프로토콜의 종류도 다양하고, 라우팅하는 기술도 다양하다.
이 계층은 경로를 선택하고 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해주는 것이 이 계층의 역할이다.
이 계층의 대표적인 장비는 라우터 이며, 요즘은 2계층의 장비 중 스위치라는 장비에 라우팅 기능을 장착한 Layer 3 스위치도 있다. (여기서 IP주소를 사용한다.)

2.3.1 IP 계층

TCP/IP 상에서 IP계층이란, 네트워크의 주소(IP 주소)를 정의하고 IP 패킷의 전달 및 라우팅을 담당하는 계층

2.3.2 IP 프로토콜

TCP/IP 기반의 인터넷 망을 통하여 데이타그램의 전달을 담당하는 프로토콜

2.4 전송 계층 (Transport Layer)

통신을 활성화하기 위한 계층이다. 보통 TCP프로토콜을 이용하며, 포트를 열어서 응용프로그램들이 전송을 할 수 있게 한다.
패킷 생성(Assembly/Sequencing/Deassembly/Error detection/Request repeat/Flow control) 및 전송

2.5 세션 계층 (Session Layer)

데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결
세션 계층(Session layer)은 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공한다.
동시 송수신 방식(duplex), 반이중 방식(half-duplex), 전이중 방식(Full Duplex)의 통신과 함께, 체크 포인팅과 유휴, 종료, 다시 시작 과정 등을 수행한다.
이 계층은 TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다.

2.6 표현 계층 (Presentation Layer)

데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고, 암호화 한다.
사용자의 명령어를 완성및 결과 표현. 포장/압축/암호화

2.7 응용 계층 (Application Layer)

최종 목적지로서 HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet 등과 같은 프로토콜이 있다.
네트워크 소프트웨어 UI 부분, 사용자의 입출력(I/O)부분

3. 통신 계층별 주요 기능의 요약

ㅇ 응용 계층 (Layer 7, L7)
- 화일 전송, 접근 및 관리 및 문서, 메세지 교환 등
ㅇ 표현 계층 (Layer 6, L6)
- 전송 형식 협상, 데이타의 표현 방식 변환 등
ㅇ 세션 계층 (Layer 5, L5)
- 응용 개체들간의 대화, 동기화 제어, 연결세션관리 등
ㅇ 수송 계층 (Layer 4, L4)
- 종단 간의 메세지 전송(연결 관리,에러제어,데이타 분리,흐름제어 등)
ㅇ 망 계층 (Layer 3, L3)
- 경로 배정, 주소, 호 설정 및 해지 등
ㅇ 데이터링크 계층 (Layer 2, L2)
- 데이타 링크의 제어 (프레임화, 데이터 투명성, 오류 제어 등)
ㅇ 물리 계층 (Layer 1, L1)
- 기계적, 전기적인 통신망 접면의 정의

4. 통신 계층별 데이터 단위의 명칭

ㅇ 응용 계층 : 메세지, 데이터
ㅇ 표현 계층 : 메세지, 데이터
ㅇ 세션 계층 : 메세지, 데이터
ㅇ 수송 계층 : 세그먼트
ㅇ 망 계층 : 패킷, 데이터그램
ㅇ 데이터링크 계층 : 프레임
ㅇ 물리 계층 : 비트

📝 TCP/IP 4계층

TCP/IP(Transfer Control Protocol/Internet Protocol)는 미국 국방부(DoD)에서 정의한 네트워크 통신 표준 모델이다.
OSI 7계층을 먼저 소개하였지만, 현재 수 많은 프로그램들이 인터넷으로 통신하는데에 있어 가장 기반이 되는 프로토콜은 TCP와 IP로 통신하고 있다.
TCP/IP와 OSI는 네트워크 통신 모델의 표준이라는 공통점이 있다. 이들의 가장 큰 차이는, TCP/IP는 OSI의 상위 레이어와 하위 레이어를 통합해서 더 간단하게 표현했다는 것이다.
현재 인터넷으로 발전해 오는 과정에서 대부분의 데이터 통신이 TCP와 IP 기반으로 이루어졌기에 인터넷 프로토콜 그 자체를 표현하는 용어이기도 하다.

TCP/IP라고 되어있어서 이 것이 하나를 지칭하는 말인줄 알았는데, 아니었다!
네트워크의 경우 계층이 정의되어있고 각 계층마다 하는 역할과 책임지는 영역이 나뉘어있어서 묶어서 표현할 뿐이다.

ο Application + Presentation + Session → Application
ο Network → Internet
ο Data-Link + Physical → Link