OSI 7 계층

OSI 7 계층

OSI 모형(Open Systems Interconnection Reference Model)은 국제표준화기구(ISO)에서 개발한 모델로, 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것입니다. 일반적으로 OSI 7 계층이라고 합니다.

좀 더 쉽게 말해보자면, 네트워크 통신을 하기 위해서 통신에 참여하는 주체들이 따라야 하는 형식, 절차, 규약을 네트워크 프로토콜이라고 합니다.

 

네트워크의 기능에는 다음과 같은 요소들이 있습니다

• 애플리케이션 목적에 맞는 통신 방법을 제공
• 신뢰할 수 있는 데이터 전송 방법 제공
• 네트워크 간의 최적의 통신 경로 결정
• 목적지로 데이터 전송
• 노드 사이의 데이터 전송

이 모든 기능을 단 하나의 프로토콜로 구현하는 것은 불가능합니다.

이는 하나의 클래스 파일에 모든 내용을 넣는 것과 같습니다. 따라서, 모듈화를 진행해야하는데 각 기능이 계층별로 동작하는 것처럼 보이기 때문에 이를 계층 구조로 나눈 것입니다.

 

계층 구조는 아래와 같습니다.

계층 구조

• OSI Model (7 Layer) : 범용적인 네트워크 구조
• TCP/IP stack (4 Layer) : 인터넷에 특화된 네트워크 구조

 

OSI 7계층, TCP/IP 4계층

 

 

TCP/IP 4계층은 다음에 설명하고 이번엔 OSI 7 계층에 대해 알아봅시다.

가장 아래부터 L1으로 부르며, 맨위는 L7이라고 합니다.

• 각 레이어(계층)에 맞게 프로토콜이 세분화되어 구현됩니다.
• 각 레이어의 프로토콜은 하위 레이어의 프로토콜이 제공하는 기능을 사용하여 동작합니다.
  • 예를 들자면, 네트워크 계층에서 구현된 프로토콜 바로 아래에 있는 데이터링크 계층의 프로토콜을 사용해서 자신의 기능을 구현합니다.

 

 

7 계층 - 응용 계층 (Application Layer)

 

 

• 애플리케이션 목적에 맞는 통신 방법을 제공합니다.
• HTTP, DNS, SMTP, FTP 등이 있습니다.

 

6 계층 - 표현 계층 (Presentation Layer)

 

 

• 애플리케이션 간의 통신에서 메시지 포맷을 관리합니다.
• 인코딩 ↔ 디코딩
• 암호화 ↔ 복호화
• 압축 ↔ 압축 해제

 

5 계층 - 세션 계층 (Session Layer)

 

 

 

• 애플리케이션 간의 통신에서 세션을 관리하는 계층입니다.
• RPC(remote procedure call)가 세션 계층에서 동작합니다.
• *RPC : 원격 프로시저 호출의 약자. 현재 실행 중인 프로세스의 주소공간 내부가 아닌, 외부의 프로세스 또는 원격지의 프로세스와 상호작용하기 위한 기능입니다. TCP/IP 등의 네트워크 프로토콜이나 IPC의 상위에서 작동하며, 마치 자신의 내부 프로시저를 호출하는 것처럼 보이도록 추상화 계층을 제공합니다.

 

 

4 계층 - 전송 계층 (Transport Layer)

 

 

• 애플리케이션 간의 통신을 담당합니다.
• 목적지 애플리케이션으로 데이터를 전송합니다.
• 이 계층에서는 어떻게 데이터를 보낼 것인가에 관련해서 두 가지 중요한 프로토콜이 있습니다.
  • 안정적이고 신뢰할 수 있는 데이터 전송을 보장하는 TCP가 있습니다.
  • 필수 기능만 제공하는 UDP가 있습니다.(데이터가 중간에 유실될 수 있고, 데이터를 보낸 순서대로 받지 못할 수도 있습니다.)
• 목적지에 찾아가게 만드는 기능은 3 계층인 네트워크 계층이 담당하는 기능입니다.
• 전송 계층은 네트워크 계층을 사용하여 어떻게 어플리케이션까지 데이터를 전달할 것인지를 담당하는 계층입니다. 즉, 바로 아래의 게층을 사용하여 자신의 기능을 구현한다는 뜻입니다.

 

3 계층 - 네트워크 계층 (Network Layer)

 

 

• 호스트 간의 통신을 담당합니다. 예를 들어 IP
• 목적지 호스트로 데이터를 전송하는 역할을 합니다. 이때 목적지 호스트의 IP주소를 활용해서 데이터를 전송합니다.
• 실제로 데이터를 목적지까지 찾아가게 만들어야 하기 때문에 네트워크를 이루고 있는 라우터와 같은 장치들도 네트워크 계층의 기능을 구현해야 합니다.
• 데이터를 목적지로 보내기 위해 대표적인 프로토콜이 IP프로토콜입니다.
• 네트워크 간의 최적의 경로를 결정합니다.
• 전체적인 경로를 담당하지만 노드 하나하나의 경로는 설정하지 않습니다. 전송 계층과 마찬가지로 데이터 링크 계층을 사용하여 자신의 기능을 구현합니다

 

2 계층 - 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

 

 

• 직접 연결된 노드 간의 통신을 담당합니다.
• 네트워크 계층에서는 IP주소로 통신을 하지만 데이터 링크 계층에서는 장비 간에 MAC 주소 기반으로 통신합니다.
• IP주소를 MAC주소로 변환하는 ARP프로토콜을 사용합니다.

 

1 계층 - 물리 계층 (Physical Layer)

• 비트(bits) 단위로 데이터 전송을 담당합니다.

 

 

요약

 

 

 

 

 

예시

간단한 예시로 두 대의 기기간에 네트워크 통신을 한다고 가정 했을때 그 사이에는 라우터가 하나 있다고 가정을 해보겠습니다.

 

왼쪽에서 오른쪽으로 데이터를 보낸다고 하면 두 대의 기기는 OSI 7 계층을 이루고 있을 겁니다. 그리고 그 사이에 라우터가 하나 놓아 통신을 할 수 있도록 만들어 보겠습니다.

 

 

라우터는 보통 네트워크 계층까지만 구현하고 있습니다.

 

 

먼저 왼쪽의 컴퓨터에서 데이터 하나를 보낸다고 하면

L7부터 L1까지 캡슐화를 진행하게 됩니다. 데이터를 포장한다고 생각하시면 이해하기 좋습니다.

그래서 L1까지 오게되면 라우터로 보내지게 됩니다. 라우터는 네트워크 레이어까지 포장을 뜯어보며 목적지 IP주소를 확인을 하고 다시 포장을 해서 L1까지 포장하여 오른쪽 컴퓨터에 도달하여 L7까지 포장을 뜯어 데이터를 확인할 수 있습니다.

 

이런 포장을하고 포장을 푸는 과정이 캡슐화와 역캡슐화입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

출처 :
쉬운코드