OSI 7 Layer

OSI 7계층

OSI 7 Layer

ISO(국제표준기구)에서 개발한 통신 모델

통신이 일어나는 과정을 7 단계로 나누어 정의한다.

계층을 거치면서 데이터의 캡슐화, 역캡슐화가 이루어진다.

계층을 분리하는 이유 (장점)

• 통신의 프로세스를 단계적으로 파악할 수 있다.

• 각 계층은 자신의 역할에만 집중하면 된다.

• 역할이 잘 분리된다면, 일부에 문제가 생겼을 때 전체를 교체하지 않아도 된다.

Physical Layer (물리 계층)

• 두 기기 간 데이터를 주고받기 위해서는 물리적 전선으로 연결되어야 한다. 전선은 전기를 전달할 수 있기 때문에 서로 다른 전압의 전기를 흘려보냄으로써 데이터(0 또는 1)를 송/수신할 수 있다.

• 물리 계층은 이렇듯 수신 시에는 전선을 타고 전달된 신호(signal)를 비트 데이터로 변환하고 송신 시에는 비트 데이터를 신호로 변환하는 역할을 수행한다.

• 해당 계층에서는 다음을 다룬다.

  • 0/1 bit를 몇 볼트로 표현할 것인가?

  • 비트 지속을 얼마나 할 것인가?

  • 단일 연결, 이중 연결을 결정

  • 연결을 위한 핀의 개수를 결정

• 물리 계층에서는 데이터의 신뢰성을 다루지 않는다. 이는 상위 계층에서 다룬다.

• 물리 계층에 속하는 장비로는 케이블, 리피터, 허브 등이 있다.

Data Link Layer (데이터링크 계층)

• 여러 기기 간 데이터를 주고받게 된다면 손실과 충돌 등 다양한 문제가 발생할 수 있다. 데이터 링크 계층은 이러한 문제를 예방하여 신뢰성 있는 라인(Reliable line)을 제공하는 역할을 수행한다.

• 데이터링크 계층에서는 송신 시 위의 역할을 수행하기 위해 비트 데이터를 프레임-(Frame)의 형태로 변환한다. 이를 프레이밍(Framing)이라고 한다.

• 해당 계층에서는 다음을 다룬다.

  • 오류의 검출 (Error Detection)

  • 오류의 정정 (Error Connection)

  • 흐름 제어 (Flow Control)

• 데이터링크 계층에 속하는 장비로는 브릿지, 스위치 등이 있다. 이들은 모두 점대점(point-to-point) 통신을 위한 MAC 주소를 가지는데, 목적지의 MAC 주소는 프레임에 포함되어 있다.

Network Layer (네트워크 계층)

• 네트워크는 여러 기기가 연결된 인터넷 속에서 데이터를 목적지까지 전달하는 역할을 수행한다. 이를 라우팅(Routing)이라고 한다.

• 해당 계층에서는 다음을 다룬다.

  • 라우팅 (Routing)

  • 혼잡 제어 (Congestion Control)

  • QoS

  • 상호 네트워킹

  • Accounting

• 네트워크 계층에 속하는 장비로는 라우터가 있으며, SW로는 OS의 kernel이 이에 해당한다.

• 1계층~3계층까지는 기기 간 데이터 전송에 대해 다룬다. 이후 계층인 Transport Layer부터는 기기 내에서 데이터를 어떤 프로세스에게 제공할 것인지에 대해 다룬다.

Transport Layer (트랜스포트 계층)

• 기기 내에서의 통신을 담당한다. 어떤 프로세스에 데이터를 얼마나, 어떤 속도로 제공할지 등을 처리한다.

• 해당 계층에서는 다음을 다룬다.

  • End System 내에서의 흐름 제어

  • End System 내에서의 오류 제어

  • End System 내에서의 통신 방식 (TCP/UDP)

Session Layer (세션 계층)

• 애플리케이션이 통신을 관리하기 위한 연결을 수행하는 계층이다.

• 해당 계층에서는 다음을 다룬다.

  • 세션의 생성과 삭제

  • 대화 제어(Dialog Control)을 통한 전송 순서 기억

  • 토큰 관리(Token Management)를 통한 전송 순서 관리

  • 동기화 (Synchronization)

• 운영 체제에서 내부적으로 동작한다. 따라서 프로그래밍 시 라이브러리 형태로 import하여 사용할 수 있다.

Presentation Layer (프레젠테이션 계층)

• 주고받는 데이터(코드)의 문법, 의미 등을 고려하여 데이터의 형식을 지정하거나 암호화를 수행한다.

Application Layer (애플리케이션 계층)

• 최상위 계층으로, 프로세스 간 통신을 담당한다.

• HTTP, SMTP, FTP 등의 프로토콜 기반으로 동작한다.