OSI 7계층

OSI(Open Systems Interconnection) 7계층

OSI 7계층이란?

• 통신이 일어나는 과정을 7단계로 정의한 국제 통신 표준 규약이다.
• 계급, 상하구조가 존재한다. ex)물리적 회선 연결이 있어야 데이터를 보낼 수 있다.
• 각 계층은 독립되어있다 따라서 용이성, 유지관리가 수월하다.

왜 7계층으로 나눌까?

통신이 일어나는 과정을 단계별로 알 수 있고, 특정한 곳에 이상이 생기면 그 부분만 수정할 수 있기 때문이다.

 

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OSI 7계층 나열

 

1) 물리 계층 (Physical Layer)   - 리피터, 케이블, 허브 등

• 데이터를 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능을 진행하는 공간
• 데이터 단위: 데이터는 0과 1의 비트열, 즉 On,Off 전기적 신호 상태로 이루어진다.
• 데이터를 전달하기만 한다. 에러에 관여X
• 대역폭과 전송효율이 중요

2) 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)   - 브릿지, 스위치

• 물리계층으로 송/수신되는 정보를 확인하고 오류 없는 통신을 위해 여러 역할을 수행한다.
• Mac 주소를 통해 통신한다. 프레임에 Mac 주소를 부여하고 에러 검출, 재전송 흐름 제어를 진행한다.
• 데이터 단위: 프레임(Frame)
• 하드웨어와 소프트웨어 특성을 둘 다 가진다 (물리계층은 하드웨어적 특성을 가지고, 네트워크 계층부터는 소프트웨어적인 특성을 가진다. 연결다리 역할)

※Mac address - 컴퓨터간 데이터를 전송하기 위해 있는 컴퓨터의 물리적 주소 // 맥주소의 다른 이름은 하드웨어 주소 = 기계의 고유 번호

IP는 변할 수 있지만 MAC은 변하지 않는다.

                        

원래 IP주소를 가지고 데이터 주고 받는 게 아니에요?

- 맞다. 컴퓨터와 통신하기 위해서 IP주소를 사용하는 게 맞는데 실제로는 IP주소를 Mac address로 바꿔 사용하기 때문에 IP주소를 사용한다는 것이 결국 맥주소를 사용하는 것과 같다. IP 통신 내부에 맥 주소 통신이 포함되어 있다.

 

 

3) 네트워크 계층 (Network Layer)   - 라우터

• 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능(라우팅)을 담당한다.
• 라우터를 통해 이동할 경로를 선택하여 IP주소를 지정하고, 해당 경로에 따라 패킷을 전달해준다.(=패킷을 네트워크 간의 IP를 통하여 데이터를 전달한다)
• 라우팅, 흐름제어, 오류제어, 세그먼테이션 등을 수행한다.
• 데이터 단위: 패킷(Packet)

4) 전송 계층 (Transport Layer)   -TCP, UDP

• 두 호스트 시스템으로부터 발생하는 데이터의 흐름을 제공한다
• TCP와 UDP 프로토콜을 통해 통신을 활성화한다. Port를 열어두고, 프로그램들이 전송할 수 있도록 제공해준다.
• 데이터 단위: Segment

5) 세션 계층 (Session Layer)   - API, Socket

• 통신 시스템 사용자 간의 연결을 유지 및 설정한다
• 데이터가 통신하기 위한 논리적 연결을 담당한다. 세션을 만들고 없애는 책임을 지니고 있다.

6) 표현 계층(Presentation Layer)   - JPEG,MPEG 

• 세션 계층 간의 주고받는 인터페이스를 일관성 있게 제공한다.
• 데이터 표현에 대한 독립성을 제공하고, 암호화하는 역할을 담당한다.
• 파일 인코딩, 명령어를 포장, 압축, 암호화한다.

7) 응용 계층 (Application)   - HTTP, FTP, DNS 등

• 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 서비스를 제공한다.
• 최종 목적지로, 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행한다.
• 사용자 인터페이스, 전자우편, 데이터베이스 관리 등의 서비스를 제공한다.

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예시

미국에 있는 친구에게 편지를 보낸다

• 응용 계층 : 편지를 쓴다.
• 표현 계층 : 한글로 작성한 편지를 미국 친구가 알아볼 수 있게 번역한다.
• 세션 계층 : 미국 친구의 집 주소를 기입한다.
• 전송 계층 : 우체국에 편지를 접수시키기 위한 절차, 즉 배 또는 비행기 등의 운송수단 결정
• 네트워크 계층 : 우체국에 있는 여러 편지들을 같은 목적지 별로 뷴류한다.
• 데이터링크 계층 : 해당되는 목적지와 운송 방법에 따라 분류하며, 해당되는 목적지와 직접 연결이 되지 않는 경우 중간 경유지를 선택하여 분류하는 작업이다.
• 물리 계층 : 실제적으로 편지가 배, 비행기, 자동차 등의 운송수단에 의해서 운송되는 것을 의미한다.

 

 

이메일 전송을 한다

• 응용 계층 : 이메일 프로그램을 통해 이메일을 작성한다.
• 표현 계층 : 공통된 표현 형식으로 데이터를 변환하거나, 암호화, 압축을 수행한다.
• 세션 계층 : 데이터의 동기화를 위해 일정한 길이마다 sync를 삽입하여 전송 계층으로 데이터를 전달한다.
• 전송 계층 : 발신지와 목적지의 주소를 지정하고, 연결 방식, 흐름제어, 오류제어를 한다. 그리고, 데이터를 전송할 수 있는 세그먼트 단위로 나눈다.
• 네트워크 계층 : 발신지와 목적지의 주소가 아닌 라우팅에 필요한 논리 주소를 설정하고, 패킷에 대한 라우팅 정보를 삽입한다.
• 데이터링크 계층 : 프레임 단위로 데이터를 나눈다. MAC 주소를 지정하고, 각 양 끝단의 속도 차이에 대해 원활하게 해주기 위한 흐름제어를 한다. 또한 데이터의 오류를 막기 위해 CRC방법이나 체크썸 방식을 사용해 데이터를 받는 쪽에서 데이터의 오류를 검사할 수 있도록 설정한다.
• 물리 계층 : 전송 매체가 일반 케이블인지, 광 케이블인지 등의 설정을 한다. 그리고 전송 방식과 데이터를 회선으로 보내기 위한 전기적인 변환을 담당한다.