Network

CS 네트워크 OSI 7 계층 & TCP/IP 4 계층

차가운개발 2024. 10. 14. 11:41

 

OSI 7 계층은 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것을 말한다. 통신이 일어나는 과정을 단계별로 나누어 문제가 발생했을 때 이상이 발생한 단계를 구별하여 독립적으로 그 단계만 수정할 수 있다. 

 

 

ㅇ OSI 7 계층의 구조

 

1. 물리 계층

  • 주로 전기적, 기계적 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송한다.
  • 단지 데이터를 전기적인 신호로 변환해서 주고 받는 기능만 한다. 
    데이터의 내용 어떤 에러가 있는지 등은 전혀 신경쓰지 않는다.
  • 프로토콜 : DSL, ISDN 등
  • 데이터 단위 : bit
  • 대표 장비 : 통신 케이블, 허브, 리피터

2. 데이터 링크 계층

  • 물리 계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달 수행을 돕는 역할을 한다.
  • 프레임에 물리적인 주소(MAC address)를 부여하고 에러검출, 재전송, 흐름제어를 수행한다.
  • 프로토콜 : PPP, Ethernet, Token 등
  • 데이터 단위 : frame
  • 대표 장비 : 스위치, 브릿지

3. 네트워크 계층

  • 이 계층의 가장 중요한 기능은 데이터를 목적지까지 안전하고 빠르게 전달하는 기능(라우팅)이다.
  • 경로를 선택하고 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해주는 역할을 한다.
  • 프로토콜 : IP, ICMP, ARP 등 (인터넷의 IP 프로토콜이 대표적)
  • 데이터 단위 : datagram, packet
  • 대표 장비 : 라우터

4. 전송 계층

  • 상위 계층의 메세지를 하위 계층으로 전송하는 계층이다.
  • 전송 계층은 양 끝단의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 도와, 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해준다.
  • 메세지의 오류를 제어하며, 메세지가 클 경우 이를 나눠(Segmentaion) 네트워크 계층으로 전달한다. 그리고 받은 패킷을 재조립하여 상위 계층으로 전달한다.
  • 전송 방식(TCP/UDP)을 결정한다
    TCP : 신뢰성, 연결지향적
    UDP : 비신뢰성, 비연결성, 실시
  • 프로토콜 : TCP, UDP 등
  • 데이터 단위 : segment

5. 세션 계층

  • 데이터 교환의 경계와 동기화를 제공하는 계층이다.
  • 세션 계층의 프로토콜은 연결이 손실되는 경우 연결 복구를 시도한다. 
  • 데이터를 상대방이 보내고 있을 때 동시에 보내질에 대한 전이중(동시에, 전화기), 반이중(동시에 보내지 않음, 무전기) 통신을 결정할 수 있다.
  • 프로토콜 : NetBIOS, TLS 등
  • 데이터 단위 : message

6. 표현 계층

  • 데이터의 인코딩, 암호화, 복호화와 같이 전송하는 데이터의 표현 방식을 결정한다.
  • 응용 프로그램과 네트워크 간 정해진 형식대로 데이터를 변환, 표현한다.
  • 프로토콜 : SSL/TLS, UTF-8 등
  • 데이터 단위 : message

7. 응용 계층

  • 통신의 최종 목적지로 응용 프로그램들이 통신으로 활용하는 계층이다.
  • 사용자에게 가장 가까운 계층이며 웹 브라우저, 응용 프로그램등을 통해 사용자와 직접적으로 상호 작용한다.
  • 프로토콜 : HTTP, SMTP 등
  • 데이터 단위 : message

ㅇ TCP/IP 4 계층

OSI 7 계층 모델을 간소화한 형태로, 인터넷을 통해 데이터를 어떻게 전달하는지 정의한다. OSI와 달리 실질적으로 사용되는 네트워크 프로토콜과 더 밀접하게 맞춰져 있다.

1 계층 - 네트워크 엑세스 계층

  • OSI 7 계층의 1 계층과 2 계층에 해당
  • TCP/IP 패킷을 네트워크 매체로 전달하고 네트워크 매체에서 받아들이는 과정을 담당
  • 에러 검출, 패킷의 프레임화 기능
  • 네트워크 접근 방법, 프레임 포맷, 매체에 대해 독립적으로 동작하도록 설계
  • 물리적인 주소로 MAC을 사용
  • LAN, 패킷망 등에 사용됨

2 계층 - 인터넷 계층

  • OSI의 네트워크 계층에 해당
  • 어드레싱, 패키징, 라우팅 기능을 제공
  • 네트워크상 최종 목적지까지 정확하게 연결되도록 연결성을 제공
  • 프로토콜 : IP, ARP 등

3 계층 - 전송 계층

  • OSI의 전송 계층에 해당
  • IP와 Port를 이용하여 프로세스와 통신
  • 애플리케이션 계층의 세션과 데이터그램 통신 서비스 제공
  • 통신 노드 간 연결을 제어, 신뢰성 있는 데이터 전송 담당
  • 프로토콜 : TCP, UDP

4 계층 - 응용 계층

  • OSI의 5, 6, 7 계층에 해당
  • 프로그램 또는 브라우저가 직접 인터액트하는 레이어, 데이터를 처음 받는 곳
  • 다른 계층의 서비스에 접근할 수 있게 하는 애플리케이션을 제공
  • 애플리케이션들이 데이터를 교환하기 위해 사용하는 프로토콜을 정의
  • TCP/UDP 기반의 응용 프로그램을 구현할 때 사용된다.
  • 프로토콜 : FTP, HTTP, SSH