OSI 7 Layer

OSI 7 Layer란?

OSI(Open Systems Interconnection) 모델은 한국어로 번역하면 오픈 시스템 상호 연결 모델로, 네트워크 통신 기능을 7개의 계층으로 가누는 개념적인 프레임워크이다. 이 데이터 모델은 컴퓨터간 네트워킹을 위한 범용 언어를 제공하기 때문에 다양한 기술이 표준 프로토콜/통신 규칙을 사용하여 통신할 수 있다. 각 계층별로 모든 유형의 네트워크 통신 기술이 캡슐화되어 특정 기능을 제공하고 이를 네트워킹에 유용하게 사용할 수 있으며, 흐름을 한 눈에 알아보고 이해하기 쉽다.

7개의 계층

각 계층은 독립적으로 작용하며, 해당 계층에 맞는 프로토콜이 각각 존재한다.

이 프로토콜에 의해서 하위 계층으로 갈 수록 헤더가 붙으면서 데이터의 크기는 점점 커진다.

물리 계층(Physical Layer)

비트 단위로 데이터가 이루어져 있으며, 네트워크 케이블과 신호에 관한 규칙을 다루고 있다. 통신 케이블의 종류와 신호의 규격 및 무선통신 주파수 설정, 커넥터 형태 등을 정한다. 관련된 장비로는 동축 케이블의 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 모뎀, 다수의 컴퓨터를 연결하여 하나의 네트워크로 보내는 허브, 디지털 신호를 증폭해주는 리피터 등이 있다. 이 계층에서는 통신 케이블을 통해 데이터를 전송만 하는 기능만 하므로, 어떤 데이터인지나 에러에 대해서는 신경쓰지 않는다.

데이터 링크 계층(DataLink Layer)

물리 계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할로, 통신에서의 에러 검출, 재전송, 흐름 제어(충돌 점검)의 기능을 가지고 있다. 이 계층에서는 MAC 주소를 가지고 통신하게 되며, 이 계층에서 전송되는 단위를 프레임이라고 한다.대표적인 장비로는 브리지, 스위치 등이 있어 이러한 장비를 통해 MAC 주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달한다.

MAC 주소(Media Access Control Address) 네트워크 인터페이스에 할당된 물리적 고유 식별 주소

네트워크 계층(Network Layer)

데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 라우팅의 기능을 가진 계층이다. 해당 계층의 데이터 단위는 패킷(packet)으로, 경로와 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해 주는 것이 이 계층의 역할이다. 이를 통해 데이터를 연결하는 다른 네트워크를 통해 전달함으로써 인터넷이 가능해진다.

대표적인 장비는 라우터이며, 최상위 계층으로 데이터를 전송하는 최적의 경로를 찾아 설정하고, 청구 정보를 관리한다. 해당 계층에서는 논리적 주소인 IP 주소를 사용하면서 전송 계층에서 요구하는 서비스 품질(Qos)을 위한 수단을 제공한다.

전송 계층(Transport Layer)

전송 계층은 서비스를 구분하고 사용자 사이의 신뢰성있는 데이터 전달은 담당하는 계층이다. 해당 계층의 프로토콜에는 신뢰성있는 데이터 전송이 목적인 TCP(Transmission Control Protocol)와 빠른 데이터 전송이 목적인 UDP(User Datagram Protocol)가 있다.

TCP의 경우 **세그먼트(Segment)**라는 데이터 단위를 사용하며 UDP는 데이터그램(Datagram) 이라는 데이터 단위를 사용한다.

TCP는 세그먼트를 작은 패킷으로 나눠 여러 경로를 통해 데이터를 전송하고 목적지에서 순서대로 패킷을 조립하여 데이터를 전달하는 반면, 데이터그램은 순서에 상관없이 데이터를 전달하기 때문에 신뢰성이 없다.

세션 계층(Session Layer)

세션 계층은 데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결을 의미하며, 일종의 통신수단, 대화통로 등으로 볼 수 있다. 데이터의 송수신 타이밍과 방법이 해당 계층에서 규정되며, 세션 설정, 유지, 종료, 전송 중단시 복구 등의 기능을 한다. 해당 계층을 통해 TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다.

표현 계층(Presentation Layer)

표현 계층은 전송되는 정보의 구문(Syntax) 및 의미(Semantics)에 관여하는 계층으로, 데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고 암호화한다. 따라서 인코딩(Encoding), 데이터 압축(Compression), 암호화(Cryptography) 등 주요한 동작을 수행한다. 파일의 확장자(txt, jpeg, mp4, html 등)는 이 계층과 관련된 프로토콜이다.

애플리케이션 계층(Application Layer)

응용 서비스를 수행하고 사용자 인터페이스를 제공하는 계층으로, HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet 등과 같은 프로토콜이 있다. 해당 통신 패킷들은 방금 나열한 프로토콜에 의해 모두 처리되며 우리가 사용하는 브라우저나, 메일 프로그램은 프로토콜을 보다 쉽게 사용하게 해주는 응용프로그램이다. 한마디로 모든 통신의 양 끝단은 HTTP와 같은 프로토콜이지 응용프로그램이 아니다.

OSI 모델의 장점

• 복잡한 시스템에 대한 이해 공유
  • 복잡한 네트워크 시스템 아키텍쳐를 구성하고 모델링이 가능
  • 주요 기능에 따라 각 시스템 구성 요소의 운영 계층 분리
  • 추상화를 통해 시스템을 분해하여 사람들이 시스템을 전체적으로 개념화하는 것을 쉽게 만듦
• 더 빠른 연구 및 개발
  • 엔지니어가 새로운 시스템을 만들 때 OSI 모델의 어떤 계층을 대상으로 개발하는지 알고 개발하기 때문에 이에 대한 이해도를 기반으로 더 빠른 연구 및 개발이 가능
• 유연한 표준화
  • 네트워크 통신 개발을 표준화하여 시스템에 대한 사전 지식 없이도 복잡한 시스템을 이해, 구축 및 분해 가능

https://shlee0882.tistory.com/110 https://huimang2.github.io/etc/iso-standard-7498 https://aws.amazon.com/ko/what-is/osi-model/