OSI 7 Layer & TCP/IP 5 Layer

OSI  모형은 국제표준화기구인 ISO에서 개발한 것으로 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 7 계층으로 나누어 정의하였다. 각 계층은 서로 독립적으로 이루어져 있는데, 각 계층은 하위 계층의 기능만을 이용하고, 상위 계층에게 기능을 제공한다. OSI 7 계층은 최하위 계층인 물리 계층부터 데이터링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층으로 구성된다. 

응용 계층

표현 계층

세션 계층

전송 계층

네트워크 계층

데이터 링크 계층

물리 계층

[OSI 7 계층 모델]

OSI 7 계층 특징

(1) 1 계층 : 물리 계층

물리 계층은 실제 장치들을 연결하기 위해 필요한 케이블 및 연결 장치 등과 같은 기계쩍인 항목과 전압, 신호 방식 등의 전기적인 항목에 대한 특성을 규정한다. 이 계층에서 수행하는 일은 상위 계층에서 전송된 데이터를 물리적인 전송 매체를 통해 비트(bit) 형태로 전송한다. 전송 매체에 대한 연결 및 종료를 위한 기계적, 전기적, 절차적 특성에 관한 세부 사항을 정의하고, 통신 채널을 통해 전송되는 사용자 장치의 디지털 데이터를 이에 상응하는 신호 변환 등을 담당한다. 이 계층에 해당하는 네트워크 장치에는 허브나 리피터 등이 있다.

(2) 2 계층 : 데이터링크 계층

데이터링크 계층은 상위 계층인 네트워크 계층에서 받은 데이터를 프레임(fram)이라는 논리적인 단위로 구성하고 필요한 정보를 덧붙여 물리 계층으로 전달한다. 즉 데이터에 인접한 장치의 물리 주소인 MAC 주소, 데이터의 정확한 송수신을 위한 규정이나 통신회선 접속의 확인과 같은 전송 제어, 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 검출하고 복구하는 오류 제어, 전송 단위의 순서 제어 기능, 에러 제어 기능 송신 측과 수신 측의 처리 속도 차이로 인한 데이터 손실을 막기 위해 데이터의 양을 조절하는 흐름 제어와 같은 정보를 필요에 따라 추가시켜 전송한다. 일반적으로 컴퓨터 네트워크의 오류 제어는 송신자가 데이터를 재전송하는 방법으로 처리한다. 이 계층에서 동작하는 장치에는 브리지나 스위치 등이 있다. 

(3) 3 계층 : 네트워크 계층

네트워크 계층은 데이터를 패킷 단위로 분할하여 전송하며 데이터 전송과 경로 선택에 관한 서비스를 제공한다. 데이터 링크 계층이 인접한 두 시스템 간의 전송은 담당한다면 네트워크 계층은 패킷을 최종 수신 측까지 정확하게 전송할 수 있도록 경로를 담당한다. 즉 송신호스트에서 전송한 데이터가 수신호스트에 도착하기 위해서는 여러 개의 중개 시스템을 거치는데, 올바른 경로를 선택할 수 있도록 지원하는 역할을 수행한다. 네트워크 계층은 송수신호스트 사이의 패킷 경로를 결정하는 라우팅 이외에도 트래픽이 집중되지 않도록 하는 혼잡 제어, 패킷의 분할과 병합, 인터네트워킹 등의 역할을 수행한다. 이 계층에서 동작하는 장치에는 라우터가 있다.

(4) 4 계층 : 전송 계층

전송 계층은 데이터 전송에 관한 서비스를 제공하는 계층으로 송신 측과 수신 측 사이의 실제적인 연결 설정 및 유지, 오류 복구와 흐름 제얻릉르 통해 투명하고 신뢰성 있는 통신이 가능하도록 한다. 네트워크 계층에서 각 패킷의 전송을 책임진다면 전송 계층에서는 전체 메시지의 전송을 책임진다. 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 교환하는 주체는 호스트가 아닌 호스트 사이에서 실행되는 프로세스이다. 전송 계층은 송신 프로세스와 수신 프로세스간의 연결 기능을 제공하고 안전한 데이터 전송을 지원한다. 계층 4까지의 기능은 운영체제에서 시스템 콜 형태로 상위 계층에 제공한다.

(5) 5 계층 : 세션 계층

세션 계층은 응용 프로그램 간의 통신을 관리하기 위한 방법과 동기화를 유지하는 서비스를 제공한다. 즉 응용 프로그램 사이의 접속 설정 및 유지, 종료에 관한 세션 관리 기능, 데이터의 전송 순서 및 동기점의 위치를 제공하여 데이터 전송 중에 오류가 발생할 경우 재전송하거나 데이터를 복구할 수 있다.

(6) 6 계층 : 표현 계층

표현 계층은 전송하는 데이터의 표현 방식에 관한 서비스를 제공한다. 송신자와 수신자가 서로 다른 표현 방식을 사용하는 경우에 코드와 문자 등을 번역하여 일관되게 전송 데이터를 서로 이해할 수 있도록 하는 기능을 제공한다. 예를 들면 EBCDIC로 인코딩된 문서 파일은 ASCII로 인코딩된 파일로 바꿔주는 것과 같은 역할을 수행한다. 또한, 데이터의 암호화와 해독을 수행하고, 효율적인 전송을 위해 필요에 따라 압축과 압축해제를 수행한다.

(7) 7 계층 : 응용 계층

최상위 계층인 응용 계층은 응용 프로그램과 연계하여 사용자에게 편리한 환경을 제공하는 역할을 수행한다. 일반적으로 사용하는 서비스가 응용 계층에 해당하는데 전자우편 송수신(SMTP), 웹 서버에 접속(HTTP), 파일 전송(FTP), 원격접속(TELNET) 등이 있다.

 

계층	전송 단위	역할
응용 계층	data	사용자에게 직접 제공하는 서비스 및 응용 프로그램 간의 정보 교환
표현 계층	data	송수신할 정보의 표현에 차이가 있는 응용 프로그램들에게 연결 제공
세션 계층	data	응용 프로그램 간의 통신을 관리하기 위한 방법과 동기화를 유지하는 서비스 제공
전송 계층	segments	정보의 신뢰성 있고 투명한 데이터 전송에 관한 서비스 제공
네트워크 계층	packets	정보의 전송을 위한 경로 선택
데이터링크 계층	frames	물리적인 링크를 통하여 신뢰성 있는 정보의 전송을 위한 통신로 설정
물리 계층	bits	전송 매체를 통해 전송

[OSI 모델의 전송단위 및 역할]

계층	프로토콜
응용 계층	HTTP, SMTP ,POP3, IMAP, DNS, NFS, FTP, TELNET, SSH 등
표현 계층	SMB, AFP, ASN.1 등
세션 계층	SSL, TLS, NetBIOS 등
전송 계층	TCP, UDP, RTP 등
네트워크 계층	IP, ICMP, ARP, RARP, IGMP, BGP, RIP, IPX 등
데이터링크 계층	이더넷(Ethernet), 토큰 링(Token Ring), FDDI, ATM 등
물리 계층	RS-232, 10BASE-T, 100BASE-TX, DSL 등

[OSI 계층과 관련 프로토콜]