[Network] OSI 7계층

OSI(Open System Interconnection) 7계층

OSI 7계층은 국제 표준화 기구인 ISO(International Standardization Organization)에서 개발한
컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 개방형 시스템 상호 연결 모델

• OSI 7계층을 나눈 이유는 통신이 일어나는 과정을 단계별로 알 수 있고, 7단계 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계와 독립적으로 그 단계만 수정할 수 있기 때문이다.
• 각 계층은 서로 독립적으로 구성되어 있고, 하위 계층의 기능을 이용하여 상위 계층에 기능을 제공한다.

 

 

 

물리 계층(Physical Layer)

데이터를 전기적, 광학적 신호로 변환해 물리 매체를 통해 전송하는 계층

• 0과 1의 비트 정보를 회선에 보내기 위한 전기적 신호로 변환한다.
• 전송 단위 : 비트(Bit)
• 주요 프로토콜 : RS-232C
• 관련 장비 : 리피터, 허브, 네트워크 케이블(UTP, 광케이블), 무선 송수신 장치

 

데이터 링크 계층(Data Link Layer)

물리 계층을 통해 전송된 데이터를 프레임 단위로 처리하며, 네트워크 내 장치 간 안전한 데이터 전송을 관리하는 계층

• 데이터를  프레임으로 나누고, 전송한다.
• 전송 과정에서 발생한 오류를 탐지하고 일부는 수정한다.
• 동일 네트워크 내에서 장치 간 데이터 전송을 위해 MAC 주소를 사용한다.
• 데이터를 너무 빠르거나 느리게 전송하지 않도록 흐름을 제어한다.
• 전송 단위 : 프레임(Frame)
• 주요 프로토콜 : HDLC(고속 데이터 링크 제어), PPP(Point-to-Point Protocol), Ethernet(이더넷)
• 관련 장비 : 브리지, 스위치

 

네트워크 계층(Network Layer)

네트워크 간 데이터를 패킷 단위로 전송하며, IP 주소를 사용해 목적지까지 라우팅을 결정하는 계층

• 데이터가 목적지에 도달할 수 있도록 최적의 경로를 설정한다. -> 라우팅
• IP 주소를 기반으로 네트워크 간 경로를 설정한다.
• 큰 데이터를 네트워크를 통해 전달하기 쉽게 작은 패킷으로 분할하고, 목적지에서 재조립한다.
• 전송 단위 : 패킷(Packet)
• 주요 프로토콜 : IP(IPv4, IPv6), ICMP(인터넷 제어 메시지 프로토콜), ARP(주소 결정 프로토콜)
• 관련 장비 : 라우터

 

전송 계층(Transport Layer)

두 종단 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하는 계층

• 데이터의 전송이 순서대로 이루어지며, 오류 없이 전달되도록 한다.
• 데이터 전송 중 발생할 수 있는 오류를 감지하고, 필요 시 재전송한다.
• 송신사와 수신자 간의 전송 속도를 조절하여 흐름을 제어한다.
• 네트워크 혼잡 상태를 감지하고, 전송 속도를 조절한다.
• 데이터 분할, 재조립, 흐름 제어, 오류 제어, 혼잡 제어
• 전송 단위 : 세그먼트(Segment)
• 주요 프로토콜 : TCP(신뢰성 있는 전송), UDP(비신뢰성 전송)
• 관련 장비 : L4 스위치

 

세션 계층(Session Layer)

응용 프로그램 간의 세션을 설정, 관리, 종료하는 계층

• 두 장치 간의 통신이 중단되지 않도록 세션을 유지한다.
• 장치 간 통신을 위한 세션을 설정하고, 통신이 끝나면 종료한다.
• 전송 중 세션을 동기화하여 데이터 손실을 방지한다.
• 세션 중단 시 이를 복구하여 통신이 지속될 수 있도록 관리한다.
• 전송 단위 : 데이터(Data)
• 주요 프로토콜 : RPC(원격 프로시저 호출), NetBIOS
• 관련 장비 : 소프트웨어 레벨에서 주로 구현되며, 특정 하드웨어 장비는 없다.

 

표현 계층(Presentation Layer)

데이터를 인코딩, 디코딩, 암호화, 압축하여 서로 다른 시스템 간에 데이터가 일관되게 해석될 수 있도록 하는 계층

• 서로 다른 데이터 표현 방식을 호환되게 변환한다.
• 보안을 위해 데이터를 암호화하고, 수신자가 이를 복호화하여 원래 데이터로 변환한다.
• 데이터 전송을 효율화하기 위해 데이터를 압축하고, 수신 시 압축을 풀어 원래 데이터로 복원한다.
• 전송 단위 : 데이터(Data)
• 주요 프로토콜 : JPEG(이미지 압축),  MPEG(비디오 압축), ASCII(문자 인코딩)

 

응용 계층(Application Layer)

사용자가 네트워크를 통해 애플리케이션을 직접 사용할 수 있는 계층으로, 웹 브라우징, 이메일 송수신, 파일 전송 등 네트워크 서비스와 상호작용하는 계층

• 애플리케이션 간 네트워크 통신을 지원한다.
• 사용자가 네트워크 상의 자원에 접근할 수 있도록 다양한 인터페이스를 제공한다.
• 이메일, 파일 전송, 웹 서비스 등 다양한 네트워크 기반 서비스를 제공한다.
• 전송 단위 : 데이터(Data)
• 주요 프로토콜 : HTTP(웹 브라우징), FTP(파일 전송), SMTP(이메일 송신), DNS(도메인 이름 해석)