OSI 7계층

CS/네트워크

공백._. 2022. 10. 22. 16:47

OSI7계층이란?

네트워크의 OSI7계층은 Open Systems Interconnection Reference Model로, 인터넷 환경에서 통신하기 위해 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 7계층으로 나누어 설명한 것이다.

프로토콜을 기능별로 누어 각 계층은 하위 계층의 기능을 이용하고, 상위계층에게 기능을 제공한다. 통신이 일어나는 과정이 단계별로 파악되어 특정한 곳에 문제가 생겼을 때 해 에러를 빨리 파악하고, 쉽게 고칠 수 있다. 또한 각 계층에 대한 캡슐화, 은닉의 목표도 있다.

물리계층은 네트워크의 기본 네트워크 하드웨어 전송 기술(전기적, 기계적, 기능적 특성)을 이룬다. 데이터의 종류나 에러 존재여부는 신경쓰지 않는다. 통신단위로는 비트(1,0), 전기적 신호로는 on/off이다. 이 계층에 해당하는 장비로는 통신 케이블, 리피터와 허브가 있다. 네트워크의 높은 수준의 기능의 논리데이터 구조를 기초로 하는 필수 계층이다. 다양한 특징의 기술이 접목되어 있기에 OSI 아키텍처에서 가장 복잡한 계층으로 간주된다.

물리 계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행한다. 물리적으로 할당받은 주소값인(네트워크 카드가 생성될 때 정해진다.) 맥주소로 통신을 하고, 전송되는 단위는 프레임이다. 주소 체계는 계층이 없는 단일 구조이다. 데이터 링크 계층은 Point to Point간의 신뢰성있는 전송을 보장하기 위한 계층으로 CRC기반의 오류제어와 흐름제어가 필요하다. 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 찾아내고, 수정하는데 필요한 기능적, 절차적 수단을 제공한다.
가장 잘 알려진 예는 이더넷이다. 이외에도 HDLC나 ADCCP 같은 프로토콜이나 패킷 스위칭 네트워크나 LLC, ALOHA같은 근거리 네트워크용 프로토콜이 있다. 네트워크 브릿지나 스위치 등이 이 계층에서 동작하며, 직접 이어진 곳에만 연결할 수 있다.

데이터가 목적지까지 이동하는 동안, 노드를 거칠 때마다 빠르고 안전한 경로를 찾아주는 기능을 한다. 프로토콜의 종류도 다양하고, 라우팅하는 기술도 다양하다.
다양한 길이의 데이터를 네트워크들을 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질(QoS)을 제공하기 위해 기능적, 절차적 수단을 제공한다. 네트워크 계층은 라우팅, 흐름제어, 세그멘테이션,오류제어,인터네트워킹 등을 수행한다. 라우터가 대표적인 장치이고, 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.

전송 계층은 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해 주어, 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해준다. 보통 TCP 프로토콜을 이용하여 포트를 열어 응용프로그램들이 전송을 할 수 있게 한다. 시퀀스 넘버 기반의 오류 제어 방식을 사용한다. 전송 계층은 특정 연결의 유효성을 제어하고, 일부 프로토콜은 상태 개념이 있고, 연결 기반이다.이는 전송 계층이 패킷들의 전송이 유효한지를 확인하고 전송 실패한 패킷들을 다시 전송한다는 것을 뜻한다.

종단 간 통신을 다루는 최하위 계층으로 종단간 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송하며, 기능은 오류 검출 및 복구와 흐름 제어, 중복 검사등을 수행한다.
패킷생성(Assembly/Sequencing/Deassembly/Error detection/Request repeat/Flow control) 및 전송

세션 계층은 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공한다. 데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결을 의미한다. 동시 송수신방식(duplex), 반이중방식(half-duplex), 전이중방식(full-duplex)의 통신과 함께 체크 포인팅과 유휴,종료,다시 시작 과정등을 수행한다. 이 계층은 TCP/IP세션을 만들고 없애는 책임을 진다.
통신하는 사용자들을 동기화하고 오류 복구 명령들을 일괄적으로 다룬다.

표현 계층은 코드 간의 번역을 담당하여 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용계층으로부터 덜어준다. 데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고, 암호화한다. MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작이 이 계층에서 이루어진다. 예를 들어 EBCDIC로 인코딩된 문서 파일을 ASCII로 인코딩된 파일로 바꿔 주는 것이 표현 계층의 몫이다.
사용자의 명령어를 완성 및 결과 표현

☆ 포장/압축/암호화

응용 계층은 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행한다. 일반적인 응용 서비스는 관련된 응용 프로세스들 사이의 전환을 제공한다. 응용 서비스의 예로, 가상 터미널 등이 있다.
HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet등의 프로토콜이 있다.
네트워크 소프트웨어 UI부분
사용자의 입출력부분