[네트워크] OSI 7계층, TCP/IP 4계층

OSI 7계층이란?

OSI(Open System Interconnection)는 국제표준화기구(ISO)에서 개발한 네트워크 표준 모델로 세계적으로 사용되고 있습니다. 네트워크 프로토콜과 통신이 7계층으로 구성되어 있어 OSI 7계층이라 불립니다. 

 

7계층으로 나눈 이유

1) 통신이 일어나는 과정을 단계적으로 파악하기 위해
2) 통신 중에 특정한 곳에 문제가 발생했을 때 다른 단계를 건드리지 않고 문제가 발생한 단계에서 해결하기 위해

 

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OSI 7계층 단계

네트워크 장비

 

허브(Hub) - 여러 대의 컴퓨터를 연결해서 네트워크를 만들어주는 장치로 데이터 패킷을 받으면 연결된 모든 장치들에게 모두 전송.

스위치(Switch) - 연결된 장치들의 IP와 MAC 주소를 모두 테이블 형태로 가지고, 원하는 목적지에 데이터 패킷 전송. 만약 일치하는 목적지가 존재하지 않을 경우 연결된 모든 장치에 데이터를 전송하여 테이블 갱신.

라우터(Router) - LAN을 연결시켜주는 장치로 데이터를 전송할 때 최종 목적지에 가기 위하여 거쳐야 하는 많은 경로들 중에 적절한 통신 경로를 결정(라우팅)하기 위하여 한 통신망에서 다른 통신망으로 데이터 패킷을 전송.

 

1계층 - 물리 계층(Physical Layer)

 

물리 계층은 전기적, 기계적, 기능적인 특성의 물리적 세부 사항을 정의한 계층입니다. 전기적인 신호(0, 1)를 사용하여 데이터를 전달할 뿐 전송하려는 데이터가 무엇인지 어떤 에러가 있는지 등을 신경 쓰지 않습니다. 

 

ex) 케이블, 허브 등

 

2계층 - 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

 

물리 계층은 네트워크 장비 간에 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층으로 데이터를 송수신할 때 정보의 오류와 흐름을 관리하여 신뢰성 있는 통신을 보장합니다. 맥 주소로 통신을 하고, 이 계층에서 전송되는 데이터 단위는 프레임(Frame)이라고 합니다.

 

ex) 스위치

 

3계층 - 네트워크 계층(Network Layer)

 

데이터를 목적지까지 안전하고 빠르게 전송하기 위해 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층입니다. 이 계층에서 전송되는 데이터 단위는 패킷(Packet)이고, 라우터를 통해 경로를 선택하여 주소를 정하고(IP) 경로에 따라 패킷을 전송하게 됩니다. 또한 라우팅 말고도 흐름 제어, 오류 제어 등 다양한 기능을 수행합니다.

 

ex) 라우터

 

맥 주소(Mac address) - Media Access Control Address의 약어로 네트워크 세그먼트의 데이터 링크 계층에서 통신을 위한 네트워크 인터페이스에 할당된 고유 식별자를 의미

허브 - 

 

4계층 - 전송 계층(Transport Layer)

 

신뢰성 있는 데이터를 주고받을 수 있도록 역할을 하는 계층입니다. End-To-End 통신을 다루는 최하위 계층으로 에러와 경로를 제어합니다. TCP 또는 UDP 프로토콜을 사용하여 통신을 활성화하고, 포트를 열어 프로그램이 전송될 수 있도록 합니다. 전송 계층에서 전송되는 데이터 단위는 세그먼트(Segment)입니다.

 

2022.11.07 - [CS/네트워크] - [네트워크] TCP와 UDP

[네트워크] TCP와 UDP

 

5계층 - 세션 계층(Session Layer)

 

세션 계층부터는 데이터를 만들어 내는 계층입니다. 세션 계층에서는 양 끝단의 통신 장치 간의 상호작용 및 동기화를 제공(대화를 유지하기 위한 구조 제공)합니다. 동기화 지점을 둬서 상위 계층의 오류로 인한 데이터 손실을 복원할 수 있습니다. 또한 오류가 발생하면 처음부터 데이터를 재전송하는 것이 아니라 오류가 발생한 지점 이후의 데이터만 재전송할 수 있도록 합니다. 포트번호를 기반으로 통신 세션을 구성합니다. 

 

ex) API, Socket

 

6계층 - 표현 계층(Presentation Layer)

 

전송하는 데이터를 암호화, 압축 등으로 표현하는 방식을 결정하는 계층입니다. 코드 간의 번역을 담당하며 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어 줍니다. 쉽게 설명하면 양 끝단의 애플리케이션이 통신을 잘할 수 있도록 데이터를 변환하고 필터링하는 계층이라고 볼 수 있습니다.

 

ex) ASCII, GIF 등

 

7계층 - 응용 계층(Application Layer)

 

최종 목적지로, 응용 프로세스와 직접 관계하여 사용자에게 직접적으로 보이는 부분으로 일반적인 응용 서비스를 수행하는 계층입니다. 

 

ex) HTTP, FTP, SMTP 등

 

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TCP/IP 4계층이란?

OSI 7계층 모델을 기반으로 상업적이고, 실무적으로 사용될 수 있도록 단순화된 모델입니다. 즉, 네트워크에서 데이터 표준을 정리한 것이 OSI 7계층이고, 이 이론을 실제로 사용하는 인터넷 표준이 TCP/IP 4계층입니다.

 

IP(Internet Protocol)

• 패킷 단위의 데이터들을 특정 목적지 주소로 보내는 프로토콜로 패킷 전달 여부를 보장하지 않으며, 패킷의 순서 또한 보장하지 않음

TCP(Transmission Control Protocol)

• IP 위에서 동작하는 프로토콜로 패킷 전달 여부를 보장하고, 패킷의 순서또한 보장

TCP/IP

TCP와 IP를 조합하여 통신.
IP 주소 체계를 따라 목적지에 데이터를 전송하고, TCP의 특성을 활용해 데이터의 논리적 연결을 생성하고, 신뢰성을 유지할 수 있도록 한다.

 

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TCP/IP 4계층과 OSI 7계층의 비교