[네트워크] OSI 7 Layer / 7계층

 

1. 계층 물리 계층(Physical Layer)

실제 장치를 연결하기 위한 전기적 및 물리적 세부 사항을 정의한 계층이다.
인터넷 케이블, 라우터 스위치 등의 전기적 신호가 물리적인 장치에 의해 왔다 갔다(통신) 하는 계층이다.
이 계층에서는 단지 데이터를 전달만 할 뿐 전송하려는 또는 받으려는 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지 등에는 전혀 신경 쓰지 않고 단지 데이터 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능만 할 뿐이다.

-> 케이블, 리피터, 허브를 통해 데이터를 전송한다.

 

2. 계층 데이터 링크 계층(Data link Layer)

해당 계층은 장치 간 신호를 전달하는 물리계층을 이용하여 네트워크 상의 주변 장치들 간의 데이터를 전송하는 역할을 한다.
쉽게 말해 물리계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할을 하는 것이다.

• 물리적 네트워크 사이의 데이터 송수신 담당
• 대표적인 프로토콜: Ethernet(이더넷) 프로토콜
• 프레임: 데이터 링크 계층에서 정의되는 데이터 단위

-> 브릿지나 스위치를 통해 맥주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달한다.

 

3. 계층 네트워크 계층(Network Layer)

네트워크 계층은 여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층으로 다양한 길이의 데이터를 네트워크들을 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질(Qos)을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공한다.
경로를 선택하고 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해주는 것이 이 계층의 주 역할이다.

• 다양하고 방대한 네트워크 상에서, 컴퓨터 간 논리적 연결을 위해 네트워크 계층이 필요함.
• 대표적인 프로토콜: IP 프로토콜
  • IP 프로토콜 버전 IPv4 (43억 개의 주소), IPv6(340조 X 1조 X 1조 개의 주소)
• 패킷(packet) 네트워크 계층에서 정의되는 데이터 단위

-> 주소 부여(IP), 경로 설정(Route)

 

4. 계층 전송 계층(Transport Layer)

통신을 활성화하기 위한 계층이다. 보통 TCP 프로토콜을 이용하며, 포트를 열어서 응용프로그램들이 전송을 할 수 있게 한다.
만약 데이터가 왔다면 4 계층에서 해당 데이터를 하나로 합쳐서 5 계층에 던져준다.

전송 계층은 양 끝단의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고받을 수 있도록 해 주어, 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해준다. 시퀸스 넘버 기반의 오류 제어 방식을 사용한다.
전송 계층은 특정 연결의 유효성을 제어하고, 일부 프로토콜은 상태 개념이 있고(stateful), 연결 기반(connection oriented)이다.
이는 전송 계층이 패킷들의 전송이 유효한지 확인하고 전송 실패한 패킷들을 다시 전송한다는 것을 뜻한다.목적지에 신뢰할 수 있는 데이터 전달 담당

• 데이터 전송 중 손상/유실 확인을 위한 오류 점검 기능

• 2. 목적지의 어떤 프로그램에 데이터를 전달해야 하는지를 식별하는 기능
     • 대표적인 프로토콜: TCP, UDP 프로토콜
• TCP: 연결형 프로토콜, 데이터의 전송 순서 보장, 데이터 신뢰성 보장
• UDP: 비연결형 프로토콜, TCP보다 전송속도 빠름, 주로 스트리밍/브로드캐스팅 서비스
  • UDP 데이터는 데이터그램이라고 부름(패킷이라 부르지 않음)

-> 패킷 생성 및 전송

 

5. 계층 세션 계층(Session Layer)

데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결을 말한다. 통신을 하기 위한 대문이라고 보면 된다.
하지만 4 계층에서도 연결을 맺고 종료할 수 있기 때문에 우리가 어느 계층에서 통신이 끊어졌나 판단하기는 한계가 있다.
그러므로 세션 계층은 4 계층과 무관하게 응용 프로그램 관점에서 봐야 한다.
세션 설정, 유지, 종료, 전송 중단 시 복구 등의 기능이 있다.

• 세션 또는 대화(Dialogue) 연결, 관리 담당
• 예: FTP로 여러 파일을 각각 다운로드 받을 때, 각 다운로드 연결/관리 처리

이 계층은 TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다.

 

6. 계층 표현 계층(Presentation Layer)

데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고, 암호화한다.

표현 계층은 코드 간의 번역을 담당하여 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어준다.
MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작이 이 계층에서 이루어진다.
예를 들면, EBCDIC로 인코딩 된 문서 파일을 ASCII로 인코딩된 파일로 바꿔주는 것,
해당 데이터가 TEXT인지 그림인지, GIF인지 JPG인지의 구분 등이 표현 계층의 몫이다.

• 응용 계층으로부터 전달받거나, 전달하는 데이터의 암호화 담당

-> 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류 복구 명령들을 일괄적으로 다룬다.
통신을 하기 위한 세션을 확립/유지/중단(운영체제가 해줌)

-> 사용자의 명령어를 완성 및 결과 표현, 포장/압축/암호화

 

7. 계층 응용 계층(Application Layer)

최종 목적지로서 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.

해당 계층은 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행한다.

• 네트워크 응용 프로그램을 위한 인터페이스 제공
• 대표적인 프로토콜: HTTP

-> 네트워크 소프트웨어 UI 부분, 사용자의 입출력(I/O) 부분