네트워크 OSI 7 계층

 

네트워크 OSI 7계층에 대해서 학습하였다!

 

 

 

 

OSI 7 계층

출처 : https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=pst8627&logNo=221670903384

OSI 7 계층이란 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것 이다. 독립적인 역할을 분리함으로서 문제가 발생시 어느 계층에서 문제가 생겼는지 파악하는데 도움을 준다. 

 

 

 

 

① 1계층 (Physical Layer) : 물리계층 

네트워크(인터넷)

• Bit Stream(이진수 흐름 (0, 1))을 전기, 빛 등의 신호로 변환 (아날로그 신호)
• PDU : Bit
• 대표장비 : 케이블, 허브, 리피터, 커넥터, PHY칩 (하드웨어적 구조)
• 유형범위 : 로컬 장비간에 전성된 전기 또는 빛 신호 
• 데이터를 전달만 함 ( 데이터가 무엇인지, 어떤 문제가 있는지는 관심사항이 아니다 )

 

 

 

② 2계층 (Data-Link Layer) : 데이터 링크 계층

• 물리적 주소를 이용해 노드(L2스위치에 연결 될 수 있는 3계층 이상의 장비) 간 연결
• 한번에 넘어오는 여러개의 데이터 끊어 읽기 (Point to Point, 신뢰성 있는 전송을 보장)
• 정보의 오류와 흐름 관리 (안전하 정보의 전달 수행, 물리계층의 오류 검출, 재전송, 흐름제어)
• MAC 주소를 가지고 통신, 주소 체계는 계층이 없는 단일 구조
• Framing : 데이터 끝부분에 특정 비트열 
• PDU : Frame
• 대표장비 : 브릿지, L2 스위치 (직접 이어진 곳에만 연결)
• 유형범위 : 로컬 장비간 전송된 하위 수준 데이터 메세지
• 프로토콜 및 기술 : LAN-Ethernet Protocol, WAN-PPP, HDLC, 랜카드 (하드웨어적 구조)

 

 

 

③ 3계층 (Network Layer) : 네트워크 계층

• 역할 : 논리적 주소로 최초 출발지부터 최종 목적지까지의 최적 경로 결정 (데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달(라우팅))
• 경로를 선택하고 주소를 정해 경로에 따라 패킷을 전달해주는 역할 
• 네트워크 관리자가 직접 주소를 할당(계층적)
• 서브네팅 최상위 계층으로 경로 설정, 청구 정보 관리 
• 라우팅, 흐름제어, segmentation/desegmentation, 오류제어, Internetworking
• PDU : Packet 데이터그램
• 주소 : 논리적 주소 (IP(4바이트), IPX, Apple Talk)
• 대표장비 : 라우터, L3 스위치
• 유형범위 : 로컬 또는 원격 장비 간의 메세지
• 프로토콜 및 기술 : IPv4, IPv6, ICMP, IGMP, Routing Protocol(RIP, EIGRP, OSPF), 운영체제 커널 (소프트웨어적 구현)
• 라우팅 : IP 통해서 길찾기 ( 주소부여 + 경로설정 )
• 포워딩 : 자신 다음의 라우터에게 데이터 넘기기 
• 영어주소가 IP로 변환 (DNS)

 

 

④ 4계층 (Transport Layer) : 전송 계층

• 역할 : 포트번호를 이용해 서비스를 구분하고 데이터의 전송을 담당
• 통신을 활성화 하기 위한 계층 
• End to End의 사용자들이 신뢰성있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 (상위 계층이 데이터 전달의 유효성, 효율성 믿을 수 있게)
• 시퀀스 넘버 기반의 오류 제어 방식 사용
• 특정 연결의 유효성 제어 (일부 프로토콜은 상태 개념이 있고(stateful) 연결기반(connection oriented))
• 패킷들의 전송이 유효한지 확인하고 전송 실패한 패킷들을 다시 전송
• PDU : Segment
• 주소 : Port(2바이트)_(Well-known : 0~1023, 그외 : 1024~65535)
• 대표장비 : L4 스위치 
• 유형범위 : 소프트웨어 프로세스 간의 통신 
• 프로토콜 및 기술 : TCP(확인 응답-신뢰성), UDP(빠른 속도), NetBEUI (커널에 소프트웨어적 구현)
• 포트번호(정수값)로 하나의 컴퓨터에서 동시에 실행되는 프로그램이 겹치지 않게 
• 패킷 생성 (Assembly/Sequencing/Deassembly/Error detection/Request repeat/Flow control) 및 전송
• TCP : 신뢰성 있는 통신 보장(오류제어, 흐름제어), 연결시 3-way handshaking, 연결 종료시 4-way handshaking, 연결지향적
• UDP : 비연결성 프로토콜 (빠른 전달, 목적지에 제대로 전달 되었는지 확인 안함(신뢰성 없음)), TCP에 비해 오버헤드 적음, 데이터 전송 보다 스트리밍같은 연속적 서비스에서 사용

 

 

 

 

현대 TCP/ IP 모델에는 5,6계층이 없다

 

⑤ 5계층 (Session Layer) : 세션 계층 

• 데이터가 통신하기 위한 논리적 연결 (4계층에서도 연결을 맺고 종료할 수 있음)
• 동시 송수신 방식(duplex), 반이중 방식(half-duplex), 전이중 방식(full-duplex)
• TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임 
• 역할 : 응용 프로그램 간 세션 수립, 유지, 종료
• 세션 : 두 사용자간의 작업 시작부터 끝까지의 실시간 논리적 연결
• 유형범위 : 로컬 또는 원격 장비간의 세션
• 프로토콜 및 기술 : NetBIOS, 소켓, 네임드 파이프, RPC

 

 

 

⑥ 6계층 (Presentation Layer) : 표현계층 

• 데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공, 암호화
• 사용자 시스템에서 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어줌
• 역할 : 데이터의 표현 (확장자 연결, 압축, 포장, 암호화, 변환)
• 유형범위 : 어플리케이션 데이터 표현
• 프로토콜 및 기술 : SSL, redirector, MIME, 암호화

 

 

 

⑦ 7계층 (Application Layer) : 응용계층

• 최종 목적지(통신의 양 끝단)로 HTTP와 같은 프로토콜(응용 프로그램 아님)
• 응용프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행
• 역할 : 사용자에게 인터페이스 제공, 원본 데이터 생성 
• PDU : 사용자 데이터
• 유형범위 : 어플리케이션 데이터
• 프로토콜 및 기술 : HTTP(TCP_80), HTTPs(TCP_443), SMTP(TCP_25)
• TCP/IP 소켓 : 4계층(전송계층)에서 제공하는 API를 활용하여 통신가능한 프로그램 나들기(누구나 자신만의 application layer 프로토콜을 만들 수 있다)
• 네트워크 소프트웨어 UI 부분, 사용자의 입출력(I/O)부분 
• ex) Telnet : 가상 터미널

 

 

 

 

(참고한 사이트)

NextStep 프로젝트 공방 1기 (통신 확인하기)

https://edu.nextstep.camp/

NEXTSTEP

https://velog.io/@dyllis/OSI-7%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EC%A0%95%EB%A6%AC

OSI 7계층 정리

https://shlee0882.tistory.com/110

OSI 7 계층이란?, OSI 7 계층을 나눈 이유

https://www.youtube.com/watch?v=1pfTxp25MA8&ab_channel=%EC%9A%B0%EC%95%84%ED%95%9CTech