[네트워크] OSI 7계층이란 ?

1. OSI 7 Layer란?

• Open Systems Interconnection model (OSI model)
• 네트워크 프로토콜이 통신하는 구조를 7개의 계층으로 분리, 각 계층간 상호 작동 방식을 정의
• 컴퓨터 통신 분야에서 다양한 표준에 대한 국제적인 표준 정의를 위한 기본골격

2. OSI 7 Layer 단계

 

OSI 7 Layer

 

 

1계층 - 물리 계층(Physical Layer)

 

• 7계층 중 최하위 계층
• 컴퓨터와 네트워크 장비 간의 데이터를 전기신호, 광 신호 등의 물리적 형태로 변환하여 전송하는 역활
• 이 계층에서는 주로 전기,기계,기능적인 특성을 이용
• 데이터는 0과 1의 비트열로 이루어져있으며 , On Off의 전기적 신호 상태로 이루어져있다.
• 이 계층에서는 단지 데이터를 전달만 할 뿐 전송 또는 받는 데이터가 무엇인지 전혀 신경 쓰지 않음
• 대표적인 장비로는 Hub, LAN-Card, Repeater 등이 존재한다.

 

 

 

2계층 - 데이터 링크 계층(DataLink Layer)

 

• 물리계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름 관리
• 안전한 정보 전달 수행을 보조한다.
• MAC Address 를 가지고 통신을 한다.
• 전송되는 단위는 프레임(Frame), 대표적인 장비로는 bridge, Switch가 있다.
• 주소 할당 : 물리 계층으로부터 받은 신호들이 네트워크 상의 장치에 올바르게 안착할 수 있게 한다.
• 오류 감지 : 신호가 전달되는 동안 오류가 포함되는지, 감지 오류가 존재한다면 해당 데이터를 폐기

 

 

3계층 - 네트워크 계층(Network Layer)

 

• 여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역활
• 다양한 길이의 데이터를 네트워크들을 통해 전달, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공
• 경로를 선택하고 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해주는 것이 주 역활
• 데이터를 연결하는 다른 네트워크를 통해 전달함으로써 인터넷이 가능하게 만듦
• 논리적인 주소 구조(IP), 곧 네트워크 관리자가 직접 주소를 할당하는 구조를 가지며, 계층적이다.
• 라우팅, 흐름 제어, 세그멘테이션, 오류 제어, 인터네트워킹 등을 수행
• 패킷이 상대방에게 도달하지 않아도 재전송하지 않음
• 네트워크 계층에서 데이터의 단위는 패킷(Packet), 대표적인 장비로는 Router, L3 Switch가 있다.

 

 

IP계층

 

TCP/IP 상에서 네트워크 주소를 정의, IP Packet 전달 및 Routing 담당

 

1. 주요 기능

 

IP 계층에서 IP 패킷의 라우팅 대상이 됨

IP Address 지정

 

2. 주요 특징

 

IP 계층에서는 그 하위계층, 데이터링크 계층의 하드웨어적 특성에 관계없이 독립적인 역활을 수행

 

 

 

IP Protocol

 

TCP/IP 기반 인터넷 망을 통해 데이타그램의 전달을 담당

 

1. 주요 기능

 

Routing 

IP Addressing 

 

2. 주요 특징

 

'신뢰성' 및 '흐름제어' 기능이 전혀 없다.

비연결성 데이터그램 방식으로 전달되는 프로토콜

패킷의 완전한 전달을 보장하지 않음

 

 

 

 

4계층 - 전송 계층(Transport Layer)

 

• 통신을 활성화하기 위한 계층
• Port를 열어 응용프로그램들이 전송을 할 수 있다.
• 단대단 오류제어 및 흐름제어 (TCP/UDP Protocol 사용)
• 전송 계층은 양 끝단의 사용자들이 신뢰성있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해줌
• 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성 or 효율성을 생각하지 않게 도와줌
• 시퀀스 넘버 기반의 오류 제어 방식을 사용
• 전송 계층이 패킷들의 전송이 유효한지 확인, 전송에 실패한 패킷들을 다시 전송 (연결기반(connection oriented))

 

 

 

TCP Protocol

 

양종단 호스트 내 프로세스 상호 간에 신뢰적 연결지향성 서비스 제공

 

1. 신뢰성 (Reliable)

 

패킷 손실, 중복, 순서 등을 보장

 

2. 연결지향 (Connection - oriented)

 

3 - Way - handshake

 

1단계

• 두 시스템이 통신을 하기 전, 클라이언트는 포트가 닫힌 Closed 상태
• 서버는 해당 포트로 항상 서비스를 제공할 수 있는 Listen 상태

2단계

• 클라이언트가 처음 통신을 하려면 임의의 포트 번호가 클라이언트 프로그램에 할당, 연결하고 싶다는 의사를 표시로 SYN Sent 상태가 됨

3단계

• 클라이언트의 연결 요청을 받은 서버는 SYN Received 상태가 됨
• 클라이언트에 연결 해도 좋다는 의미로 SYN + ACK 패킷을 보냄

4단계

• 클라이언트는 연결 요청에 대한 서버의 응답을 확인했다는 표시로 ACK 패킷을 서버로 보냄

TCP Flag (연결 지향 소스)

• UGR (urgent) : 긴급 데이터
• ACK (Acknowledgement) : 응답
• PSH (push) : 빠른 응답이 필요한 프로토콜에서 받은 데이터를 즉시 7계층으로 전달
• RST (reset) : 연결 종료 - 비정상적인 세션 종료
• SYN (synchronization) : 연결 요청
• FIN (finish) : 연결 종료 요청, 세션 연결 종료 시킬 때 사용

UDP Protocol

 

신뢰성이 낮은 프로토콜로써 데이터 전송 역활에만 충실함

가상회선을 굳이 확립할 필요가 없으며, 유연하고 효율적 응용의 데이타 전송에 사용한다.

 

1. 비연결지향

• 메세지가 제대로 도착했는지 확인하지 않음
• 수신된 메세지의 순서를 맞추지 않음
• 흐름 제어를 위한 피드백 제공 없음
• 검사합을 제외한 특별한 오류 검출 및 제어 없음

2. 실시간 응용 및 멀티캐스팅 가능

• 멀티캐스트 사용
• 빠른 요청과 응답이 필요한 실시간 응용에 적합하다. ex) 영상, 원격, 스트리밍 등

 

 

5계층 - 세션 계층(Session Layer)

 

• 데이터가 통신을 하기 위한 논리적 연결
• 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법 제공
• 동기화 / 동시 송수신 방식(Duplex), 반이중 방식(Half - duplex), 전이중 방식(Full duplex)의 통신과 함께, 체크 포인팅과 유휴, 종료, 다시 시간 과정 등을 수행
• TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다.

 

 

 

6계층 - 표현 계층(Presentation Layer)

 

• 데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공, 암호화 한다.
• 코드 간 번역을 담당
• 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어줌
• 사용자의 명령어를 완성 및 결과 표현.
• 응용프로그램이나 네트워크를 위해 데이터를 표현하는 것

 

 

7계층 - 응용 계층(Application Layer)

 

• 최종 목적지 , HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet 등과 같은 프로토콜이 존재
• 응용 프로세스와 직접 관계해 일반적인 응용 서비스를 수행하는 계층
• 사용자에게 직접적으로 보이는 부분, Osi layer에서는 최종 사용자에가 가장 가까운 계층
• 사용자와 직접적인 상호작용 ex) Chrome, Office, Discord 등

 

 

 

 

 

 

 

참고한 사이트 : https://shlee0882.tistory.com/110