[ Computer Science ] Network - OSI 7계층

컴퓨터 사이언스(CS) - 네트워크 부분 - OSI 7계층의 전반적인 내용

OSI 7계층

OSI 7계층 모형 / 인터넷 프로토콜

OSI 모형은 국제표준화기구(ISO)에서 개발한 모델. 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것

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OSI 7 계층으로 나눈 목적

간단하게 말하자면 프로토콜을 기능별로 나눈 것. 각 계층은 하위 계층의 기능만을 이용하고, 상위 계층에게 기능을 제공한다. 일반적으로 하위 계층들은 하드웨어로, 상위 계층들은 소프트웨어로 구현된다. 통신이 일어나는 과정을 단계별로 알 수 있으며, 특정한 곳에 이상이 생기면 그 단계만 수정 하면 되는 이점도 있다.

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계층 기능

계층 1: 물리 계층 (Physical Layer)

네트워크 어댑터, 리피터, 케이블, 네트워크 허브, 모뎀 등..

단지 데이터를 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능을 진행하는 공간이다. 높은 수준의 기능의 논리 데이터 구조를 기초로 하는 계층 기본 네트워크 하드웨어 전송 기술을 이룬다. 다양한 HW 기술이 접목되어 있어 가장 복잡한 계층

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계층 2: 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

이더넷, 브릿지, L2 스위치, NDIS 등..

장치 간 신호를 전달하는 물리 계층을 이용하여 네트워크 상의 주변 장치들 간 데이터를 전송하는 공간이다. 포인트 투 포인트(Point To Point) 간 신뢰성 있는 전송을 보장한다. 데이터 링크 계층의 두 가지 주요 기능 1. 물리적 주소 할당 : 네트워크 상의 장치에 올바르게 안착 할 수 있게 한다. ( Mac 주소를 이용한다 ) 2. 오류 감지 : 신호가 전달 되는 동안 오류가 있는지 확인한다. 오류가 발생하면 해당 데이터는 폐기한다. (에러검출 / 재전송 / 흐름제어)

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계층 3: 네트워크 (Network Layer)

라우터, IP, L3 스위치, 애플토크 등..

데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능을 담당한다. 중간 라우터를 통한 라우팅을 포함, 패킷 포워딩을 담당한다. * 라우팅 : 여러 노드를 거칠때마다 경로를 찾아주는 것 전송 계층(계층4)이 요구하는 서비스 품질(Quality of Service)를 제공하기 위해 기능적, 절차적 수단 제공 라우팅, 흐름 제어, 오류 제어, 세그멘테이션, 인터네트워킹 등을 수행 계층적(hierarchical), 서브넷 최상위 계층! 네트워크 계층의 주요한 기능 1. 연결 모델 : 비연결 지향 통신 2. 호스트 주소 할당 : 네트워크 내 모든 호스트에게 고유 주소를 부여 (IP) 3. 메시지 포워딩

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계층 4: 전송 계층(Transport Layer)

TCP, UDP 등..

종단간(End To End)의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고받을수 있게 해준다.   * 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않게 해준다. 시퀀스 넘버 기반의 오류 제어 방식 사용. 일부 프로토콜은 상태를 저장(stateful)하고, 연결 기반(connection oriented)이다. -> 전송에 실패하면 패킷을 재전송 한다는 뜻 ( Ex. TCP ) 종단간(End To End) 통신 최하위 계층! TCP와 UDP 프로토콜을 통해 통신을 활성화한다. 포트를 열어두고, 프로그램들이 전송 할 수 있게 환경 제공 전송 계층 주요 기능 1. 신뢰성 있고 효율 적인 데이터 전송 2. 오류 검출 및 복구, 흐름제어, 중복검사 3. 패킷 생성

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계층 5: 세션 계층(Session Layer)

API, Socket, 인증, 허가 등..

종단간(End to end)의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공 즉, 데이터가 통신하기 위한 논리적 연결을 담당한다. TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다. 통신하는 사용자들을 동기화, 오류복구 명령들을 일괄적으로 다룸.

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계층 6: 표현 계층(Presentation Layer) / 문맥 계층(Syntax Layer)

데이터 변환, 압축, 암호화, 복호화, JPEG, MPEG 등..

코드 간의 번역을 담당. 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용계층(계층7)으로부터 덜어줌. 데이터 표현에 대한 독립성을 제공, 암호화 / 복호화. 파일 인코딩, 명령어 포장, 압축 등을 담당.

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계층 7: 응용 계층(Application Layer)

HTTP, FTP, SMTP, IMAP, DNS 등..

최종 목적지. 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행. 전송 계층(계층4) 프로토콜을 사용하여 호스트 간 연결을 확립. 네트워크 소프트웨어 UI, 사용자 인터페이스, 전자우편, 데이터베이스 관리등의 서비스 제공

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계층 별 예시

OSI 7계층 예시