OSI 7계층

네트워크 프로토콜이 통신하는 구조를 7개의 계층으로 분리하여 각 계층 간 상호 작동하는 방식을 정해 놓은 것

개요

통신이 일어나는 과정을 7단계로 크게 구분하여 한 눈에 들어올 수 있도록 정의했기 때문에 단계별로 파악할 수 있음.

계층 구성

1. 물리 계층(허브, 리피터)

• 네트워크 데이터가 전송되는 물리적인 매체.
• 데이터는 0과 1의 비트열로 ON, OFF의 전기적 신호 상태로 이루어져 있음.
• 연결을 설정 및 종료하고 통신 자원을 공유하는 수단을 제공하며 디지털에서 아날로그 혹은 그 반대로 신호를 변환하는 역할.
• OSI 계층에서 가장 복잡한 계층으로 간주

2. 데이터링크 계층(브리지, 스위치, 이더넷)

• 물리적인 네트워크를 통해 데이터를 전송하는 수단을 제공. 1홉 통신을 담당한다고도 말함.
• 주목적은 물리적인 장치를 식별하는 데 사용할 수 있는 주소 지정 체계를 제공하는 것.
• 데이터 링크 계층은 point to point 간의 신뢰성 있는 전송을 보장하기 위한 계층으로 CRC 기반의 오류 제어와 흐름 제어가 필요.
• 네트워크 위의 개체들 간 데이터를 전달하고 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 찾아내고 수정하는 데 필요한 기능적, 절차적 수단을 제공

3. 네트워크 계층(라우터)

• 2홉 이상의 통신을 담당
• OSI 계층 중 가장 복잡한 계층 중 하나로서 실제 네트워크 간에 데이터 라우팅을 담당.
• 데이터 스트림을 더 작은 단위로 분할하고 경우에 따라 오류를 감지해 처리.
• 여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층으로서 다양한 길이의 데이터를 네트워크들을 통해 전달하고 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공.
• 라우팅, 흐름 제어, 세그먼테이션, 오류 제어, 인터 네트워킹 등을 수행

4. 전송 계층(게이트웨이)

• 주목적은 하위 계층에 신뢰할 수 있는 데이터 전송 서비스를 제공하는 것
• 컴퓨터와 컴퓨터 간에 신뢰성 있는 데이터를 서로 주고 받을 수 있도록 해주어 상위계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 부담을 덜어주는데, 이때 시퀀스 넘버 기반의 오류 제어 방식을 사용.
• 흐름 제어, 분할/분리 및 오류 제어를 통해 전송 계층은 데이터가 오류 없이 점-대-점 으로 전달되게 하는데 신뢰할 수 있는 데이터 전송을 보장하는 것은 매우 번거롭기에 OSI 모델은 전체 계층을 사용.
• 연결형 프로토콜과 비연결형 프로토콜을 모두 사용.

5. 세션 계층

• 두 컴퓨터 간의 대화나 세션을 관리, 포트 연결이라고도 함
• 모든 통신 장치 간에 연결을 설정하고 관리 및 종료하고 또한 연결이 전이중인지 반이중인지 여부를 확인하고 체크 포인팅과 유후, 재시작 과정 등을 수행하며 호스트가 갑자기 중지되지 않고 정상적으로 호스트를 연결하는 데 책임이 있다.
• 즉 해당 계층에서는 TCP/IP 세션을 만들고 없애고 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류 복구 명령들을 일괄적으로 다루며 통신을 하기 위한 세션을 확립, 유지, 중단하는 작업을 수행.

6. 표현 계층

• 7계층에서 전달받은 데이터를 읽을 수 있는 형식으로 변환하는데 표현 계층은 응용 계층의 부담을 덜어주는 역할이 되기도 함.
• 응용 계층으로부터 전송받거나 응용 계층으로 전달해야 할 데이터의 인코딩과 디코딩이 이 계층에서 이루어짐.
• 데이터를 안전하게 사용하기 위해서 암호화와 복호화를 하는데 이 작업도 여기서 이루어짐.
• 예시로 유니코드로 인코딩 되어있는 문서를 ASCII로 인코딩 된 문서로 변환하려 할 때 이 계층에서 변환이 이루어짐.

7. 응용 계층

• 사용자가 네트워크 자원에 접근하는 방법을 제공.
• 최종적으로 사용자가 볼 수 있는 유일한 계층으로 모든 네트워크 활동의 기반이 되는 인터페이스를 제공하는데, 사용자가 실행하는 응용 프로그램들이 여기에 속한다고 보면 됨.
• 사용자와 가장 가까운 계층

컴퓨터 통신 구조의 모델과 앞으로 개발될 프로토콜의 표준적인 뼈대를 제공하기 위해 개발된 참조 모델이어서 OSI 7계층 모델을 알면 네트워크 구성을 예측하고 이해할 수 있음

네트워크에서 트래픽의 흐름을 꿰뚫어 볼 수 있으며, 각 계층은 독립되어 있다. 7단계 중 특정 한 곳에 이상이 생기면 해당 부분만 고칠 수 있음

특징

데이터 캡슐화

사용자 데이터가 각 계층을 지나면서 하위 계층은 상위 계층으로부터 온 정보를 데이터로 취급하며, 자신의 계층 특성을 담은 제어정보를 헤더화 시켜 붙이는 일련의 과정.

데이터를 보낼깨는 응용 계층에서 시작되어 osi 계층을 차례로 내려오며 물리 계층으로 간다. 이 과정에서 캡슐화를 하게 되는데 각 계층은 다른 계층과 통신할 때 데이터에 특정 정보가 들어있는 헤더와 푸터를 추가한 후 다른 계층으로 전달. PDU(Protocol Data Unit)은 프로토콜에 의해 헤더와 푸터가 더해짐. 마지막 물리 계층에서 PDU로부터 프로토콜의 헤더와 푸터를 분석하며 올라가 마지막 응용 계층에 도달하면 원본 데이터만 남는다.

 

 

이 글이 도움 되셨다면,