네트워크 OSI 7계층[운동하는 IT]

네트워크를 공부하면서 정말 깜짝 놀랐다.... 너무 어렵다 정말 대표가 물어보지만 않았다면 평생 접할 일이 없었을 것 같다....

 

OSI 7계층

 

1계층 – 물리계층

대표적인 장비: 리피터, 허브, 통신 케이블

 

이 계층에서는 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하게 된다.

단지 데이터를 전달만 할뿐 전송하려는 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지와 같은 부분은 전혀 신경 쓰지 않는다. 단지 데이터를 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능만 할 뿐 이다.

 

2계층 – 데이터 링크계층

대표적인 장비: 랜카드, 브리지, 스위치

물리계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보와 전달을 수핼 할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 따라서 통신에서의 오류도 찾아주고 재전송도 하는 기능을 가지고 있. 또한 프레임의 시작과 끝을 구분하기 위해 프레임 동기화하고 프레임의 순서적 전속을 위한 순서를 제어한다.

 

포인트 투 포인트간 신뢰성있는 전송을 보장하기 위한 계층으로 CRC기반의 오류 제어와 흐름 제어가 필요하다. 네트워크 위의 개체들 간 데이터를 전달하고 물리계층에서 발생할 수 있는 오류를 찾아 내고, 수정하는 데 필요한 기능적, 절차적 수단을 제공한다.

 

주소 값은 물리적으로 할당 받는데 이는 네트워크 카드가 만들어질 때부터 맥주소가 정해져 있나는 뜻이나 주소체계는 계층이 없는 단일 구조이다. 데이터 링크 계층의 가장 잘 알려진 예는 이더넷이다. 이 외에도 HDLC나 ADCCP 같은 포인트 투 포인트 프로토콜이나 패킷스위치 네트워크나 LLC, ALOHA같은 근거리 네트워크용 프로토콜이 있다. 네트워크 브릿지나 스위치 등을 통해 맥주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달하며 이 계층에서 동작하며 직접 이어진 곳에만 연결할 수 있다.

 

 

 

3계층 네트워크 계층(망 계층)

대표적인 장비: 라우터, Layer3스위치

이 계층에서 가장 중요한 기능은 데이터를 목적지까지 안전하고 빠르게 전달하는 기능(라우팅)이다

여기에는 사용되는 프로토콜의 종류도 다양하고, 라우팅하는 기술도 다양하다.

 

이 계층은 경로를 선택하고 주소를 정하고 경루에 따라 패킷을 전달해주는 것이 이 계층의 역할이다. 또한 여러개의 노드를 거칠때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층으로 다양한 길이의 데이터가 네트워크들을 통해 전달하고 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질을 제공하기 위한 기능적 절차적 수단을 제공한다.

 

 

네트워크 계층은 라우팅, 흐름제어, 세그멘테이션, 오류제어, 인터네트워킹 등을 수행한다. 라우터가 이 계틍에서 동작하고 이 계층에서 동작하는 스위치도 있다.

 

데이터를 연결하는 다른 네트워크를 통해 전달함으로써 인터넷이 가능하게 만드는 계층이다.

논리적인 주소 구조(IP), 곧 네트워크 관리자가 직접 주소를 할당하는 구조를 가지며 계층적이다.

 

서브네트의 최상위 계층으로 경로를 설정하고, 청구 정보를 관리한다. 개방형 시스템들의 사이에서 네트워크 연결을 설정, 유지, 해제하는 기능을 부여하고, 전송 계층 사이에 네트워크 서비스 데이터 유닛을 교환하는 기능을 제공한다.

 

네트워크 계층에는 두 가지 계층이 존재한다.

 

 

 

1)IP계층

TCP/IP 상에서 IP 계층이란 네트워크의 주소(IP주소)를 정의하고 IP 패킷의 전달 및 라우팅을 담당하는 계층

 

OSI 7계층모델의 관점에서 보면 IP 계층은 네트워크계층에 해당하며 패킷을 목적지까지 전달하는 역할 및 그에 수반되는 기타 역할을 한다

 

IP계층의 주요 역할

IP 계측에서는 그 하위 계층인 데이터링크 계층의 하드웨어적인 특성에 관계없이 독립적인 역할을 수행

 

IP계층 상에 있는 주요 프로토콜

-패킷의 전달을 책임지는 IP

-패킷 전달 에러의 보고 및 진단을 위한 ICMP

-복잡한 네트워크에서 인터네트워킹을 위한 경로를 찾게 해주는 라우팅 프로토콜

 

2)IP프로토콜

TCP/IP 기반의 인터넷 망을 통하여 데이타그램의 전달을 담당하는 프로토콜

 

주요기능

ip 계층에서 ip패킷의 라우팅 대상이 됨(Routing)

IP 주소지정(Addressing)

 

2. 주요특징

`신뢰성(에러제어)` 및 `흐름제어`  기능이 전혀 없음, 한편 신뢰성을 확보하려면 IP 계층 위의 TCP와 같은 상위 트랜스포트 계층에 의존한다

 

- 비연결성 데이터그램 방식으로 전달되는 프로토콜     

- 패킷의 완전한 전달(소실,중복,지연,순서바뀜 등이 없게함)을 보장 않음 

- IP 패킷 헤더 내 수신 및 발신 주소를 포함 

- IP 헤더 내 바이트 전달 순서 : 최상위 바이트(MSB)를 먼저 보냄  

- 경우에따라, 단편화가 필요함 

- TCP, UDP, ICMP, IGMP 등이 IP 데이타그램에 실려서 전송

 

 

 

4 전송 계층

대표적인 장비: 게이트웨이

통신을 활성화하기 위한 계층 보통 TCP프로토콜을 이용하며 포토를 열어서 응용프로그램들이 전송을 할 수 있게 한다.

만약 데이터가 왔다면 4계층에서 해당 데이터를 하나로 합쳐서 5계층에 던져준다.

 

단대단 오류제어 및 흐름제어 이 계층까지는 물리적인 계층에 속한다.(TCP/UDP프로토콜을 사용한다.)

 

 

TCP와 UDP는 OSI 표준모델과 TCP/IP 모델의  전송계층 에서 사용되는 프로토콜이다. 전송계층은  송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공하고  IP에 의해 전달되는 패킷의 오류를 검사하며 재전송 요구 제어등을 담당하는 계층

 

 쉽게 말해 데이터의 전달을 담당한다고 생각하시면 됩니다. TCP와 UDP는  포트 번호를 이용하여 주소를 지정하는것과  데이터 오류검사를 위한 체크섬 존재하는 두가지 공통점을 가지고 있지만  정확성(TCP)을 추구할지 신속성(UDP)을 추구할지를 구분하여 나뉜다

 

데이터를 중요하게 생각하여 확실히 주고받고 싶을 때는 ‘TCP(Transmission Control Protocol)’를 사용한다.

 

그에 반해 데이터의 신뢰성은 제쳐두고 어쨌든 빨리 보내고 싶을 때는 ‘UDP(User Datagram Protocol)’를 사용함. UDP는 데이터를 보내면 그것으로 끝이므로 신뢰성은 없지만 확인 응답과 같은 절차를 생략할 수 있으므로 통신의 신속성을 높다

 

전송 계층(Transport layer)은 양 끝단(End to end)의 사용자들이 신뢰성있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해 주어, 

상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해준다. 

시퀀스 넘버 기반의 오류 제어 방식을 사용한다. 

전송 계층은 특정 연결의 유효성을 제어하고, 일부 프로토콜은 상태 개념이 있고(stateful), 

연결 기반(connection oriented)이다. 

이는 전송 계층이 패킷들의 전송이 유효한지 확인하고 전송 실패한 패킷들을 다시 전송한다는 것을 뜻한다. 

가장 잘 알려진 전송 계층의 예는 TCP이다.

- 종단 시스템 간의 신뢰성 있고, 투명한 데이터 전송 가능

- 전송 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제 기능

 

 

4. 세션계층 

 

- 송수신측 간의 관련성 유지

- 대화 제어 담당

- 대화(회화) 구성 및 동기 제어

- 데이터 교환 관리

 

 

 

데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결을 말한다. 통신을 하기위한 대문이라고 보면 된다. 

하지만 4계층에서도 연결을 맺고 종료할 수 있기 때문에 우리가 어느 계층에서 통신이 끊어 졌나 판단하기는 한계가 있다. 

그러므로 세션 계층은 4 계층과 무관하게 응용 프로그램 관점에서 봐야 한다. 

세션 설정, 유지, 종료, 전송 중단시 복구 등의 기능이 있다.

 

세션 계층(Session layer)은 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공한다. 

동시 송수신 방식(duplex), 반이중 방식(half-duplex), 전이중 방식(Full Duplex)의 통신과 함께, 체크 포인팅과 유휴, 종료, 다시 시작 과정 등을 수행한다. 

이 계층은 TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다.

 

-> 

통신하는 사용자들을 동기화하고 오류복구 명령들을 일괄적으로 다룬다. 

통신을 하기 위한 세션을 확립/유지/중단 (운영체제가 해줌)

 

 

 

 

6. 표현계층

- 응용 계층으로부터 받은 데이터를 세션 계층에 맞게, 세션 계층에서 받은 데이터는 응용 계층에 맞게 변환

- 코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색, 정보 형식(포맷) 변환

 

데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고, 암호화 한다.

 

표현 계층(Presentation layer)은 코드 간의 번역을 담당하여 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어 준다. MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작이 이 계층에서 이루어진다. 

예를 들면, EBCDIC로 인코딩된 문서 파일을 ASCII로 인코딩된 파일로 바꿔 주는 것,  

해당 데이터가 TEXT인지, 그림인지, GIF인지 JPG인지의 구분 등이 표현 계층의 몫이다.

 

-> 사용자의 명령어를 완성 및 결과 표현. 포장/압축/암호화

 

 

7. 응용 계층

 

- 사용자가 OSI 환경에 접근할 수 있도록 서비스 제공

- 정보 교환, 파일 전송 등의 전송 제어 기능

​

최종 목적지로서 HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet 등과 같은 프로토콜이 있다. 

해당 통신 패킷들은 방금 나열한 프로토콜에 의해 모두 처리되며 우리가 사용하는 브라우저나, 메일 프로그램은 프로토콜을 보다 쉽게 사용하게 해주는 응용프로그램이다. 한마디로 모든 통신의 양 끝단은 HTTP와 같은 프로토콜이지 응용프로그램이 아니다.

 

응용 계층(Application layer)은 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행한다. 

 

일반적인 응용 서비스는 관련된 응용 프로세스들 사이의 전환을 제공한다. 

응용 서비스의 예로, 가상 터미널(예를 들어, 텔넷), "Job transfer and Manipulation protocol" (JTM, 표준 ISO/IEC 8832) 등이 있다.

 

-> 네트워크 소프트웨어 UI 부분, 사용자의 입출력(I/O)부분

 

 

 

이렇게 7 OSI 계층이라고 한다 막 적었지만 많은 부분이 이해가 안간다ㅜㅜ