[네트워크]OSI 7계층

IT직무를 희망하는 사람이라면 당연히 알고있어야 할 OSI 7계층을 알아보도록 하자.

특히 프론트엔드, 백엔드와 같이 웹관련 직무에서는 가장 기본중에 기본이 아닐까 싶다. 기본이고, 이미 알고 있다고 생각했지만 막상 다른사람에게 설명하려고 하니 매끄럽지 않은 건 사실이다.

이번기회에 확실히 정리하고 넘어가자

OSI 7계층

: OSI 7계층이란 네트워크에서 통신이 일어나는 과정으르 7계층으로 나눈 것으로 국제 표준화 기구에서 네트워크 간의 호환을 위해 OSI 7계층을 만들었다.

OSI 7계층 구조

아래 그림은 OSI 7계층의 구조와 각 헤더들을 표현한 것이다.

[출처]https://velog.io/@poiuyy0420/네트워크-OSI-7-계층-개념-정리

AH : Application Header
PH : Presentation Header
SH : Session Header
TH : Transport Header
NH : Network Header / NT : Network Tail
DH : Data Link Header / DT : Data Link Tail

 

OSI 7계층은

• 응용 계층(Application Layer)
• 표현 계층 (Presentation Layer)
• 세션 계층 (Session Layer)
• 전송 계층 (Transport Layer)
• 네트워크 계층 (Network Layer)
• 데이터링크 계층 (Datalink Layer)
• 물리 계층(Physical Layer)

로 구성되어있다.

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OSI 7계층 단계별 역할

각 계층의 역할에 대해 알아보도록 하자.

1. 물리 계층(Physical Layer)

• 전송단위 : 비트
  
  실제 장치를 연결하기 위한 전기적, 물리적 계층으로 인터넷 케이블, 라우터 스위치 등의 신호가 물리적인 장치에 의해 통신하는 계층이다.
  이 단계에서는 데이터 전송/수신 시 어떤 데이터인지, 에러가 있는지 등을 신경쓰지 않고 단지 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능만 할 뿐이다.
  
  → Ex. 케이블, 허브 등

2. 데이터 링크 계층(DataLink Layer)

• 전송단위 : 프레임
  
  해당 계층은 물리 계층을 이용하여 데이터 송수신이 정보를 관리하여 데이터가 안전하게 전달될 수 있도록 도와주는 역할을 수행한다.따라서 통신오류를 찾고, 재전송하는 기능도 가지고 있다.
• 데이터 링크 계층에서 전송되는 단위를 프레임 이라고 하고 Mac 주소를 통해 통신한다. 또한 프레임에 Mac 주소를 부여하고 에러검출, 재전송, 흐름제어를 진행한다.
  
  → Ex. 브릿지, 스위치 등

💡 Mac 주소란? :
Mac Address란 컴퓨터간 데이터를 전송하기 위해있는 컴퓨터의 물리적 주소를 뜻하며, 하드웨어 주소라고도 한다. 맥 주소는 바로 옆에 나와 물리적으로 연결되어있는 노드와 통신할 때 사용하는 주소이다.

💡그럼 IP 주소는 뭐가다른가?? 
IP 주소도 컴퓨터의 주소를 뜻한다. 데이터 전달 과정을 내부적으로 살펴보면 통신 중 IP를 Mac주소로 바꾸는 과정을 거치는데, IP통신 안에 Mac주소 통신이 포함되어 있다.
쉽게 얘기하자면, IP는 시작지와 도착지에 해당하는 주소이고, Mac주소는 물리적으로 연결된 노드와 통신할 때 사용하는 주소이다.

💡그렇다면 IP주소나 Mac 주소 하나만 쓰면 될텐데, 왜 2개나 사용하는가? 
데이터 통신시, IP는 바뀔 수가 있다.
만약 미국에 사는 A에게 데이터를 전송하기 위해서는 바로 옆친구에게 전달, 전달해서 통신하는 것이 우리 네트워크의 통신방식인데, 그 길을 안내하는 방법이 바로 IP주소이다.
마찬가지로 Mac주소가 없다면, 바로 옆 친구에게 데이터를 전송할 수 없으므로 둘다 필요한 것이다.

3. 네트워크 계층(Network Layer)

• 전송단위 : 패킷
  
  네트워크 계층은 여러 노드를 거칠 때 마다 경로를 찾아주는 계층이다. 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능을 담당한다.
  라우터를 통해 이동할 경로를 선택하여 IP 주소를 지정하고, 해당 경로에 따라 패킷을 전달해준다. 라우팅, 흐름 제어, 오류 제어, 세그먼테이션 등을 수행한다. 데이터를 전달하는 다른 네트워크를 통해 전달하므로써 인터넷이 가능하게 만드는 계층이다.
  
  → Ex. 라우터, IP

💡 네트워크 세그먼테이션 이란?
네트워크 세그먼테이션은 네트워크를 여러 개의 세그먼트나 서브넷으로 나누는 아키텍처 방식으로, 각각이 소규모 네트워크 역할을 한다. 네트워크 관리자는 세분화된 정책에 따라 서브넷 간의 트래픽 흐름을 제어할 수 있다. 조직에서는 세그먼테이션을 사용하여 모니터링과 성능을 개선하고, 기술 문제를 현지화할 수 있으며, 무엇보다도 보안이 강화된다.

4. 전송 계층(Transport Layer)

• 전송단위 : TCP - 세그먼트/ UDP - Datagram
  
  통신을 활성화 하기 위한 계층으로 TCP와 UDP 프로토콜을 통해 통신을 활성화한다.
  포트를 열어두고, 프로그램들이 전송을 할 수 있도록 제공해준다. 헤더에 송수신지 포트번호를 포함하여 올바르게 전달 될 수 있게 한다.
  
  → TCP,UDP
  
  TCP와 UDP는 중요한 내용이 많아 추후에 따로 다룰 예정이니 그 글을 참고하길 바란다.

5. 세션 계층(Session Layer)

• 전송단위 : 메세지
  
  양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하는 방법을 제공하는 계층이다.
   이 계층의 프로토콜은 통신 연결이 손실되는 경우 연결 복구 시도가 가능하며, 연결 시도중 장시간 연결이 되지 않았다면 세션 계층의 프로토콜이 연결을 닫고 다시 연결을 시도한다.
   세션 계층의 중요한 기능에는 동기화가 있다. 동기란 통신 양단에서 서로 동의하는 논리적인 공통처리 지점으로써, 동기점을 설정하기 위해 사용된다.
  동기점이 설정된다는 의미는 그 이전까지의 통신은 서로 완벽하게 처리 했다는 것을 뜻한다.
  
  → API, Socket

6. 표현 계층(Presentation Layer)

• 전송단위 : 메세지
  
  코드간 번역을 담당하는 계층이다. 데이터 표현에 대한 독립성을 제공하고 암호화하는 역할을 담당한다.
  파일 인코딩, 명령어를 포장, 압축, 암호화한다.
  
  → JPEG, MPEG

7. 응용 프로그램 계층(Application Layer)

• 전송단위 : 메세지
  
  응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행하는 계층이다.사용자 인터페이스, 전자우편, 데이터베이스 관리 등의 서비스를 제공한다.
  
  → HTTP,FTP 등

 

질문이나 궁금하신점 또는 제가 잘못 알고있는 정보는 댓글 부탁드립니다😊

Reference

맥 어드레스란 무엇인가? IP주소와 맥주소(MAC address) 차이, 맥 주소 확인하는 법 - 네트워크 기초

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네트워크 세그먼테이션이란?

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세션 계층 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

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