3. OSI 7계층

2022.12.30에 수정     

 

개념

• 개방형 시스템 상호 연결 모델의 표준임
• 실제 인터넷에서 사용되는 TCP/IP 는 OSI 참조 모델을 기반으로 상업적이고 실무적으로 이용될 수 있도록 단순화한 것임

탄생 배경

• 초기 여러 정보 통신 업체 장비들은 자신의 업체 장비들끼리만 연결이 되어 호환성이 없었음
• 모든 시스템들의 상호 연결에 있어 문제없도록 표준을 정한것이 OSI 7계층
• 표준(호환성)과 학습도구에 의미로 제작

작동 원리

1. OSI 7계층은 응용, 표현, 세션, 전송, 네트워크, 데이터링크, 물리계층으로 나뉨.
2. 전송 시 7계층에서 1계층으로 각각의 층마다 인식할 수 있어야 하는 헤더를 붙임(캡슐화)
3. 수신 시 1계층에서 7계층으로 헤더를 떼어냄(디캡슐화)
4. 출발지에서 데이터가 전송될 때 헤더가 추가되는데 2계층에서만 오류제어를 위해 꼬리부분에 추가됌
5. 물리계층에서 1, 0 의 신호가 되어 전송매체 (동축케이블, 광섬유 등)을 통해 전송

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OSI 7계층

계층

계층이름

단위(PDU)

예시

프로토콜(Protocols)

디바이스

7	응용 계층 (Application Layer)	Data	텔넷(Telnet), 구글 크롬, 이메일, 데이터베이스 관리	HTTP, SMTP, SSH, FTP, Telnet, DNS, modbus, SIP, AFP, APPC, MAP
6	표현 계층 (Presentation Layer)	Data	인코딩, 디코딩, 암호화, 복호화	ASCII, MPEG, JPEG, MIDI, EBCDIC, XDR, AFP, PAP
5	세션 계층 (Session Layer)	Data		NetBIOS, SAP, SDP, PIPO, SSL, TLS, NWLink, ASP, ADSP, ZIP, DLC
4	전송 계층 (Transport Layer)	TCP-Segment, UDP-datagram	특정 방화벽 및 프록시 서버	TCP, UDP, SPX, SCTP, NetBEUI, RTP, ATP, NBP, AEP, OSPF	게이트웨이
3	네트워크 계층 (Network Layer)	Packet	라우터	IP, IPX, IPsec, ICMP, ARP, NetBEUI, RIP, BGP, DDP, PLP	라우터
2	데이터링크 계층 (DataLink Layer)	Frame	MAC 주소, 브리지 및 스위치	Ethernet, Token Ring, AppleTalk, PPP, ATM, MAC, HDLC, FDDI, LLC, ALOHA	브릿지, 스위치
1	물리 계층 (Physical Layer)	Bit	전압, 허브, 네트워크 어댑터, 중계기 및 케이블 사양, 신호 변경(디지털,아날로그)	10BASE-T, 100BASE-TX, ISDN, wired, wireless, RS-232, DSL, Twinax	허브, 리피터

 

위의 표를 보기 쉽게 하면 밑의 그림과 같다.

1. 물리계층(Physical Layer)

• 7계층 중 최하위 계층.
• 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해 데이터를 전송.
• 데이터는 0과 1의 비트열, 즉 On, Off의 전기적 신호 상태로 이루어져 해당 계층은 단지 데이터를 전달.
• 단지 데이터 전달의 역할을 할 뿐이라 알고리즘, 오류제어 기능이 없음
• 장비로는 케이블, 리피터, 허브가 있음

2. 데이터링크 계층(Data-Link Layer)

• 물리적인 연결을 통하여 인접한 두 장치 간의 신뢰성 있는 정보 전송을 담당(Point-To-Point 전송)
• 안전한 정보의 전달이라는 것은 오류나 재전송하는 기능이 존재
• MAC 주소를 통해서 통신
• 데이터 링크 계층에서 데이터 단위는 프레임(Frame)
• 장비로는 브리지, 스위치가 있음

3. 네트워크 계층(Network Layer)

• 중계 노드를 통하여 전송하는 경우 어떻게 중계할 것인가를 규정
• 라우팅 기능을 맡고 있는 계층으로 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 데이터를 보내는 기능을 가지고 있음(최적의 경로를 설정가능)
• 컴퓨터에게 데이터를 전송할지 주소를 갖고 있어서 통신가능(=우리가 자주 듣는 IP 주소가 바로 네트워크 계층 헤더에 속함)
• 네트워크 계층에서 데이터 단위는 패킷(Packet)
• 장비로는 라우터, L3 스위치가 있음

4. 전송 계층(Transport Layer)

• 종단 간 신뢰성 있고 정확한 데이터 전송을 담당
• 송신자와 수신자 간의 신뢰성있고 효율적인 데이터를 전송하기 위하여 오류검출 및 복구, 흐름제어와 중복검사 등을 수행
• 데이터 전송을 위해서 Port 번호를 사용함.(대표적인 프로토콜로 TCP와 UDP가 있음)
• 전송 계층에서 데이터 단위는 세그먼트(Segment)

5. 세션 계층(Session Layer)

• 통신 장치 간 상호작용 및 동기화를 제공
• 연결 세션에서 데이터 교환과 에러 발생 시의 복구를 관리

6. 표현 계층(Presentation Layer)

• 데이터를 어떻게 표현할지 정하는 역할을 하는 계층
• 표현 계층은 세가지의 기능을 갖고 있습니다.
  1. 송신자에서 온 데이터를 해석하기 위한 응용계층 데이터 부호화, 변화
  2. 수신자에서 데이터의 압축을 풀수 있는 방식으로 된 데이터 압축
  3. 데이터의 암호화와 복호화
     (MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작이 표현계층에서 이루어짐. EBCDIC로 인코딩된 파일을 ASCII 로 인코딩된 파일로 바꿔주는 것이 한가지 예임)

7. 응용 계층(Application Layer)

• 사용자와 가장 밀접한 계층으로 인터페이스 역할
• 응용 프로세스 간의 정보 교환을 담당
• ex) 전자메일, 인터넷, 동영상 플레이어 등

 

> OSI 7 계층의 목적

OSI 7 계층의 목적은 표준화를 통하여 장비별로 이질적인 포트, 프로토콜의 호환 문제를 해결하고, OSI 모델을 이용하여 네트워크 시스템에서 일어나는 일을 쉽게 설명할 수 있게 하는 것에 있다.