[Network] OSI 7 Layer ( OSI 7계층 )

계층을 분리하여 각 계층은 독립적인 역할을 할 수 있습니다. 역할이 분리되면서 문제가 발생하더라도 어떤 계층에 문제가 생겼는지도 파악이 가능합니다.

 

동작 원리

1. OSI 7계층은 응용, 표현, 세션, 전송, 네트워크, 데이터링크, 물리계층으로 나뉩니다.
2. 송신 시 응용 계층에서 물리 계층으로 데이터가 향하게 되고, 각 레이어마다 수신 호스트의 해당 계층에서 데이터를 처리할 때 필요한 정보를 헤더에 작성하여 하위 계층으로 전달합니다. (캡슐화)
3. 수신 시 물리 계층에서 응용 계층으로 데이터가 향하게 되고, 헤더 부분의 정보를 사용해서 해당 계층의 프로토콜을 처리한 후 헤더 부분을 제거한 데이터를 상위 계층으로 전달합니다. (역캡슐화)
4. 데이터 링크 계층에서는 물리적인 통신 채널을 연결하기 위해 헤더 이외에 트레일러를 붙입니다. 트레일러란 데이터를 전달할 때 데이터의 마지막에 추가하는 정보를 말합니다.
5. 물리계층에서 1, 0의 신호가 되어 전송매체를 통해 전송됩니다.

 

물리 계층 (Physical Layer)

• 최하위 계층입니다.
• 하드웨어 전송 기술로 이루어져 있습니다. 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해 데이터를 전송합니다.
• 데이터는 0과 1의 비트열, 즉 On, Off의 전기적 신호 상태로 이루어져 데이터를 전달합니다.
• 데이터 전달의 역할을 할 뿐 데이터의 종류나 오류를 제어하지 않습니다.
• 케이블, 허브 등이 있습니다.

 

데이터 링크 계층 (Data-Link Layer)

• 물리적인 연결을 통하여 두 장치 간의 신뢰성 있는 정보 전송을 담당합니다. (Point-To-Point 전송)
• 안전한 정보의 전달이라는 것은 오류나 재전송하는 기능이 존재합니다.
• 송신자와 수신자의 처리 속도간의 차이를 해결하기 위한 제어합니다.
• MAC 주소를 통해서 통신합니다.
• 데이터를 네트워크 전송 방식에 맞게 단위화(Framing)하여 전송합니다.
• 장비로는 브리지, 스위치가 있습니다.

데이터 링크 계층의 흐름 제어
송신 측이 수신 측의 데이터 처리 속도 보다 훨씬 빠른 속도로 데이터를 보낸다면 어떻게 될까? 수신 측의 버퍼(Buffer)가 점점 길어질 것입니다. 버퍼의 길이는 제한되어 있기 때문에, 버퍼가 가득 차면 데이터를 더 이상 저장할 수 없으니깐 데이터가 유실될 것입니다. 그런 상황을 방지하기 위해 수신 측에서는 송신 측에게 그만 보내거나, 조금 천천히 보내달라는 피드백(Feedback)을 보낼 수 있는데 이것이 흐름제어 (Flow Control)입니다.

 

네트워크 계층 (Network Layer)

• 어떤 노드를 통하여 어떻게 데이터를 중계할 것인가를 규정하는 층계입니다.
• 여러 대의 라우터들을 바탕으로 데이터를 패킷 단위로 잘게 쪼개어 전송하는 층계에 해당합니다.
• 목적지까지 데이터가 전송될 수 있는 수 많은 경우의 수 중 가장 효율적인 라우팅으로 최적의 경로로 데이터를 보내는 기능을 가지고 있습니다.
• 컴퓨터에게 데이터를 전송할 주소(IP)를 제공합니다. IP는 네트워크 계층 헤더에 속합니다.
• 장비로는 라우터, L3 스위치가 있습니다.

 

전송 계층 (Transport Layer)

• 전송계층의 경우 양 끝단(End to End)의 사용자들이 데이터를 주고 받을 수 있게 하는 계층입니다.
• TCP와 UDP 프로토콜을 이용합니다.
• 송신자(Client)와 수신자(Server) 간의 신뢰성있고 효율적인 데이터를 전송하기 위하여 오류검출 및 복구, 흐름제어와 중복검사 등을 수행합니다.
• 데이터 전송을 위해서 Port를 사용합니다.
• 전송 계층에서 데이터 단위는 세그먼트(Segment)입니다.

 

세션 계층 (Session Layer)

• 통신 장치 간 상호작용 및 동기화를 제공합니다.
• TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 집니다.
• 연결 세션에서 데이터 교환과 에러 발생 시의 복구를 관리합니다.

 

표현 계층 (Presentation Layer)

• 데이터를 어떻게 표현할지 정하는 역할을 하는 계층입니다.
• 표현 계층은 세가지의 기능을 갖고 있습니다.
• 코드 변환(code conversion), 데이터 압축(data compression), 데이터 암호화(data encryption)을 담당합니다.

 

응용 계층 (Application Layer)

• 사용자와 가장 밀접한 계층으로 인터페이스 역할을 합니다.
• 응용 프로세스 간의 정보 교환을 담당
• 전자메일, 인터넷, 동영상 플레이어 등

 

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참고자료

• dyllis's blog
• cgotjh's blog
• tyeolrik's blog