OSI 7계층

OSI 7계층이란?

OSI 모형은 국제표준화기구에서 개발한 모델로, 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것입니다.

각 계층의 캡슐화와 디캡슐화

OSI 7계층에서 데이터를 전송할 때, 각 층마다 인식할 수 있는 헤더를 붙여야 하는데 이러한 과정을 캡슐화라 합니다. 데이터를 전송하고 전송매체를 통해 전송된 후에 1계층부터 7계층까지 올라가게 되면서 헤더를 확인해야 하는데 이러한 과정을 디캡슐레이션이라고 합니다. 각 층마다 요청과 응답을 하며 상호작용하기 때문에 서버/클라이언트 관계라고 할 수 있습니다.

OSI 7계층

계층 별 프로토콜과 기능

OSI 7계층에서 PDU개념을 중요시하는데 PDU(Process Data Unit)란 각 계층에서의 전송되는 단위입니다.

1계층에서 PDU가 비트라고 생각하기 쉽지만, PDU가 아닌 단지 신호의 흐름입니다. PDU는 2,3,4 계층을 생각하는 것이 옳습니다. 

레벨	계층	프로토콜	장비	내용
7계층	Application	HTTP, SMTP, FTP, Telnet, SSH & SCP, NFS 서비스 제공		사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 해주는 계층 사용자 인터페이스, 전자우편, 데이터베이스 관리 등 서비스 제공
6계층	Presentation	JPEG, MPEG, SMB, AFP 이해할 수 있는 포맷 변환		운영체제의 한 부분으로 입력 또는 출력되는 데이터를 하나의 표현 형태로 변환 필요한 번역을 수행하여 두 장치가 일관되게 전송 데이터를 서로 이해할 수 있도록 함
5계층	Session	TLS, SSH, RPC, NetBIOS 응용 간의 질서 제어		통신 세션을 구성하는 계층으로 포트연결이라고도 할 수 있음 통신장치간의 상호작용을 설정하고 유지하며 동기화 사용자 간의 포트연결(세션)이 유효한지 확인하고 설정
4계층	Transport	TCP, UDP, ARP	게이트웨이	전체 메세지를 발신지 대 목적지 (end to end)간 제어와 에러를 관리 패킷들의 전송이 유효한지 확인하고 실패한 패킷은 다시보내는 신뢰성있는 통신을 보장하며, 머리말에는 세그먼트가 포함
3계층	Network	IP, ICP, IGMP	라우터	다중 네트워크 링크에서 패킷을 발신지로부터 목적지로 전달할 책임을 가짐 2계층은 노드 대 노드 전달을 감독하는 것이고 3계층은 각 패킷이 시작 시점에서 최종 목적지까지 성공적이고 효과적으로 전달되도록 함
2계층	Data link	MAC, PPP, 무선랜	브리지, 스위치	오류없이 한 장치에서 다른 장치로 프레임(비트의 모음)을 전달하는 역할 스위치 같은 장비의 경우, MAC주소를 이용하여 정확한 장치로 정보 전달 3계층에서 정보를 받아 주소와 제어정보를 헤더와 테일에 추가
1계층	Physical	Modem, 전선, 전파	허브, 리피터	물리적 매체를 통해 비트 흐름을 전송하기 위해 요구되는 기능들을 조정

물리 계층 (Physical Layer)

전기적, 기계적 특성을 이용하여 통신 케이블로 전기적 신호를 전송

데이터 전달의 역할만 있음

해당 계층에서 checksum을 통해 비트의 에러체크 실시

데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

물리적인 연결을 통해 인접한 두 장치간의 신뢰성 있는 정보 전송을 담당

프레임은 2계층에서의 전송단위이며, 주소와 제어정보를 가지고 있음

정보의 오류와 흐름을 관리하여 안정된 정보를 전달

네트워크 계층 (Network Layer)

중계 노드를 통해 전송하는 경우 어떻게 중계할 것인가를 규정

패킷은 3계층 전송단위이며, 패킷을 목적지까지 경로 설정을 함

데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하도록 함. 이를 라우팅이라 칭함

전송 계층 (Transport Layer)

종단 간(end to end) 신뢰성 있고 정확한 데이터 전송을 담당

4계층에서 전송되는 단위는 세그먼트이며, 종단 간의 에러복구와 흐름제어를 담당

4계층 장비로 L4스위치를 두는 경우가 있는데 3계층에서 온 트래픽을 분석하여 서비스 종류를 구분해주는 역할을 함

세션 계층 (Session Layer)

통신장치 간 상호작용 및 동기화를 제공

연결 세션에서 데이터 교환과 에러 발생시의 복구를 관리. 즉 논리적 연결을 담당

포트를 생각할 수 있으나, 4계층과 5계층 간 경계 사이의 모호한 위치에 존재

표현 계층 (Presentation Layer)

데이터 표현에 차이가 있는 응용처리에서의 제어 구조를 제공

전송하는 데이터의 인코딩, 디코딩, 암호화, 코드 변환 등을 수행

응용 계층 (Application Layer)

사용자와 가장 밀접한 계층이며 인터페이스 역할을 함

3계층과 4계층의 차이점 (예시)

3계층은 쉽게 말해 내 집을 찾아가는 것입니다. 집이 여러 채가 있는데 그 중, '내 집이 어디지??' 하고 우편번호를 확인하는데 여기서 우편번호가 IP에 해당합니다. 우편번호를 확인한 다음, 집을 찾아가서 '내 방이 어디지??' 하는 것이 4계층입니다.

다른 예제로 내가 친구 컴퓨터를 접속해 게임을 하기 위해선 IP를 알아야 접속이 가능합니다. 여기서 친구 컴퓨터 위치를 알려주는 것이 3계층의 역할입니다. 원격으로 접속한 다음 하고자 하는 게임이 어디 있는지 알려주는 것이 4계층의 역할입니다.