[네트워크] OSI 7계층 (Open Systems Interconnection 7 Layer)
OSI 7계층?
국제 표준화 기구 ISO가 제시한 7계층 모델이다.
연결된 두 호스트가 각각 7개 계층으로 구성된 모듈의 기능을 수행함으로써 통신이 가능하다.
송신 호스트는 상위 계층인 응용 계층에서부터 하위계층으로 헤더 정보를 추가하며 순차적으로 전달되며, 수신 호스트는 물리 계층에서 데이터를 받아 각 헤더 정보를 해석하며 상위계층으로 순차적으로 이동시켜 응용 계층까지 보내준다.
OSI 7계층 단계
1단계: 물리 계층(Physical Layer)
가장 낮은 단계의 계층이다. 전기적 신호를 이용해 통신 케이블 등으로 데이터를 전송한다.
PDU는 비트(0, 1)이다.
데이터를 전송만 할 뿐, 어떻게 보내는 것이 효율적인지, 오류는 있는지 등을 알 수 없다.
리피터, 허브 등이 이 계층에 해당한다.
PDU(Protocol Data Unit)
프로토콜을 사용해 데이터를 교환할 때, 데이터를 특정 형태로 규격화하는데, 이때 규격화된 전송 데이터를 PDU라고 한다.
각 계층의 첫글자를 따 이름 붙인다.
예를 들어, DataLink Layer의 PDU는 DPDU이며, Network Layer의 PDU는 NPDU이다.
2단계: 데이터링크 계층(DataLink Layer)
물리 계층을 통해 송수신되는 데이터의 오류와 흐름을 관리하고, 안전하게 정보를 전달하도록 돕는다.
통신에서의 오류를 검출하고, 재전송하거나, 복구하는 기능을 가진다.
흐름 제어, 프레임 동기화, 순서 제어, 오류 제어 등의 기능을 가진다.
DPDU는 프레임(Frame)이며, Mac 주소를 사용한다.
브리지, 스위치 등이 이 계층에 해당한다.
3단계: 네트워크 계층(Network Layer)
데이터를 목적지까지 안전하고 빠르게 전송하기 위한 계층이다.
경로를 선택하고 경로에 따라 패킷을 전달해주는 역할을 한다. 이를 라우팅이라고 한다.
IP 주소를 활용하며, 트래픽 제어의 기능을 가진다.
NPDU는 패킷(Packet)이다.
라우터 등이 이 계층에 해당한다.
4단계: 전송 계층(Transport Layer)
단대단(End to End) 데이터의 제어, 에러를 관리한다.
패킷 전송이 유효한지 확인하며, 실패한 패킷은 재전송하도록 하는 기능을 가진다.
에러 및 흐름 제어의 기능을 가진다.
양 끝단 사이(프로세스 사이)의 연결이 완성되는 계층이다.
TCP의 TPDU는 세그먼트(Segment)이고, UDP의 TPDU는 데이터그램(Datagram)이다.
TCP(연결형), UDP(비연결형), RTP 등의 프로토콜이 있다.
TCP/IP 프로토콜이라 하면, 4계층의 TCP , 3계층의 IP를 합쳐 부르는 말이다.
5단계: 세션 계층(Session Layer)
통신을 구성하는 계층 포트(Port)간의 연결을 한다.
사용자간 포트 연결이 유효한지 확인한다.
세션의 연결, 유지, 관리, 종료 등을 관리한다.
전송계층에서 제공하는 연결과 유사한 세션 연결을 지원하지만, 이보다 더 상위의 논리적 연결이며, 사용자 간 대화 개념의 연결이다.
예를 들어, 인터넷 파일 송수신 중 연결이 끊기면, 이는 전송 계층의 연결이 종료된 것인데, 세션 계층이 이를 다시 설정해 이어서 전송하도록 한다.
192.168.0.1:80
위 주소에서 콜론(:) 뒤의 부분(80)이 포트 주소이다.
6단계: 표현 계층(Presentation Layer)
송수신 간 데이터의 의미를 올바르게 표현하는 방법을 다룬다.
확장자, 인코딩, 디코딩, 암호화, 복호화, 데이터 압축 등 데이터를 서로 이해하도록 변환한다.
7단계: 응용 계층(Application Layer)
사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 네트워크 인터페이스를 제공한다.
전자우편, 데이터베이스 등 사용자에게 노출되는, 사용자와 가장 가까운 계층이다.
HTTP, 텔넷 등이 해당된다.
하위 계층으로 내려가며 헤더 정보를 추가하는 것은, 물건(데이터)을 택배 상자에 포장하는 것과 같은 일이다.
예를 들어 네트워크 계층에서는, IP 주소가 헤더에 추가되며, 데이터링크 계층은 Mac 주소가 헤더에 추가되는 식이다.
호스트끼리 통신하는 과정에서, 같은 계층끼리 통신하는데, 이를 프로토콜(Protocol)이라고 하며, 상하위 계층 간에는 인터페이스(Interface)라는 규칙이 존재한다.