[네트워크] OSI 7계층, TCP/IP 4계층

OSI 7계층이란?

네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것을 말한다.

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OSI 7계층을 나눈 이유는?

통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악할 수 있기 때문이다.

흐름을 한 눈에 알아보기 쉽고, 사람들이 이해하기 쉽고, 7단계 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비 및 소프트웨어를 건들이지 않고도 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있기 때문이다.

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OSI 7계층 단계

 

 

1계층 - 물리 계층(Physical Layer)

• 전기적인 신호로 변환해서 전송하는  계층
• 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하게 된다.
• 단지 데이터를 전달만 할 뿐 전송하려는(또는 받으려는) 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지 등에는 전혀 신경쓰지 않는다.
• 전송 단위 : 비트. 
  • 1과 0으로 나타내어진다. 즉, 전기적으로 On,Off 상태
• 장비 : 통신케이블, 리피터, 허브 등

 

2계층 - 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

• 물리계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.
• 통신에서의 오류도 찾아주고 재전송도 하는 기능을 가지고 있는 것
• 맥(MAC) 주소를 가지고 통신하게 된다.
• 전송 단위 : 프레임
  • 프레임에 주소 부여(MAC- 물리적 주소)
  •  MAC 주소 : 통신할 하드웨어 장비를 식별할 수 있는 고유 주소
• 장비 : 브릿지, 스위치 등
  • 브릿지나 스위치를 통해 맥주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달

 

3계층 - 네트워크 계층(Network Layer)

• 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능(라우팅)
• 목적지 네트워크 주소(IP)를 정하고, 그에 따른 경로(Route)를 선택하고, 경로에 따라 패킷을 전달해주는 역할
• 데이터를 연결하는 다른 네트워크를 통해 전달함으로써 인터넷이 가능하게 만드는 계층이다.
• IP 주소를 사용하여 패킷을 최적의 경로로 전송
• 전송단위 :  패킷
• 장비 : 라우터, L3 스위치
  • 라우터 : 네트워크 간 데이터 전송을 위해 최적 경로를 설정하며, 이 경로를 따라 데이터를 전송하는 장치

 

4계층 - 전송계층(Transport Layer)

• 통신을 활성화하기 위한 계층이다.
• TCP 프로토콜을 이용하며, 포트를 열어서 응용프로그램들이 전송을 할 수 있게 한다.
• 종단간(End to end) 통신을 다루는 최하위 계층으로 종단간 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송하며, 기능은 오류 검출 및 복구와 흐름제어, 중복 검사 등을 수행한다. 
• 전송단위 : Segment
  • 종단 간의 에러 복구와 흐름 제어 담당 ex) TCP / UDP
• 장비 : L4 스위치

 

5계층 - 세션 계층(Session Layer)

• sesision(세션) : 클라이언트와 웹 서버 간 네트워크 연결이 지속 유지되고 있는 상태 , 즉  사용자가 브라우저를 열어 서버에 접속한 뒤 접속을 종료할 시점까지를 의미
• 응용 프로그램 간의 연결을 지원해주는 계층
• 세선 설정, 유지, 종료, 전송 중단시 복구 등의 기능이 있다.
• 전송 단위 : Message
• 장비 : NetBIOS(세션 내 연결관리 / 에러 감지, 복구 수행), SSH 등

 

6계층 - 표현 계층(Presentaion Layer )

• 데이터의 변환 작업을 하는 계층
• 응용프로그램이나 네트워크를 위해 데이터를 표현하는 것이다. 대표적인 예로는 데이터를 안전하게 전송하기 위해 암호화, 복호화 하는 것이다.
• 데이터 표현에 차이(ASCII , JPEG, MPEG 등의 번역)가 있는 응용처리에서의 제어 구조를 제공한다.
• 전송하는 데이터의 인코딩, 디코딩, 암호화, 코드 변환 등을 수행
• 전송 단위 : Message

 

7계층 - 응용 계층(Application Layer)

• User Interface를 제공하는 계층
• 사용자에게 보이는 부분으로 구글 크롬, 파이어 폭스, 사파리 등 웹 브라우저와 스카이프, 아웃룩, 오피스 등 응용프로그램이 대표적이다.
• 웹 브라우저가 HTTP를 사용하여 웹 서버와 통신하고 웹 페이지를 표시
• 전송 단위 : Message

 

예시 ) 

PC방에서 오버워치를 하는데 연결이 끊겼다.

 어디에 문제가 있는지 확인하기 위해서는

 모든 PC가 문제가 있다면
 라우터의 문제(3계층 네트워크 계층)이거나 광랜을 제공하는 회사의 회선 문제(1계층 물리 계층)

 한 PC만 문제가 있고  
 오버워치 소프트웨어에 문제가 있다면(7계층 어플리케이션 계층)
 오버워치 소프트웨어에 문제가 없고, 스위치에 문제가 있으면(2계층 데이터링크 계층)
 있다고 판단해 다른 계층에 있는 장비나 소프트웨어를 건들이지 않는것이다.

 

 

TCP/IP Protocol (4계층)

현재의 인터넷에서 컴퓨터들이 서로 정보를 주고받는데 쓰이는 통신 규약(프로토콜)이다.

 

 

4계층 - 응용 계층(Application Layer)

• OSI 7 계층에서 세션 계층 , 프레젠테이션 계층, 애플리케이션 계층에 해당
• 응용 프로그램들이 네트워크 서비스, 메일 서비스, 웹 서비스 등을 할 수 있도록 표준적인 인터페이스를 제공한다.
• TCP/IP 기반의 응용 프로그램을 구분할 때 사용한다.
• 프로토콜 : HTTP, FTP, Telnet, DNS, SMTP

 

3계층 - 전송 계층 (Transport Layer)

• OSI 7계층에서 전송 계층에 해당
• 통신 노드 간의 연결을 제어하고, 자료의 송수신을 담당
• 프로토콜 : TCP, UDP

 

2계층 - 인터넷 계층 (Internet Layer)

• OSI 7계층의 네트워크 계층에 해당
• 상위 트랜스포트 계층으로부터 받은 데이터에 IP패킷 헤더를 붙여 IP패킷을 만들고 이를 전송한다.
• 통신 노드 간의 IP 패킷을 전송하는 기능 및 라우팅 기능을 담당
• 프로토콜 : IP, ARP, RARP, ICMP, OSPF

 

1계층 - 네트워크 엑세스 (Network Access Layer)

• OSI 7계층에서 물리 계층과 데이터링크 계층에 해당
• OS의 네트워크 카드와 디바이스 드라이버 등과 같이 하드웨어적인 요소와 관련되는 모든 것을 지원하는 계층
• 프로토콜 : 이더넷, Token Ring , PPP

 

OSI 7 Layer는 장비 개발과 통신 자체를 어떻게 표준으로 잡을지 사용되는 반면에 실질적인 통신 자체는 TCP/IP 프로토콜을 사용

 

 

 

 

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참고

OSI 7 계층이란?, OSI 7 계층을 나눈 이유