OSI 7 Layer

OSI Model(Open Systems Interconnection Reference Model)은 국제 표준화기구(ISO, International Organization for Standardization)에서 개발한 모델로, 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 토신을 계층으로 나누어 설명한 것이다. 일반적으로 OSI 7 계층 모형이라고 한다.

 

OSI Model은 프로토콜을 기능별로 나눈 것으로, 각 계층은 하위 계층의 기능만을 이용하고, 상위 계층에게 기능을 제공한다.

 이른바 '프로토콜 스택' 혹은 '스택'은 이러한 계층들로 구성되는 프로토콜 시스템이 구현된 시스템을 가리키는데, '프로토콜 스택'은 하드웨어나 소프트웨어 혹은 둘의 혼합으로 구현될 수 있다. 일반적으로 하위 계층을든 하드웨어로 상위 계층들은 소프트웨어로 구현된다.

 

OSI 7 계층으로 나눈 이유는 통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악할 수 있기 때문이다. 7 계층 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비 및 소프트웨어를 건들이지 않고도 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있기 때문이다.

 

 

계층 1. 물리 계층 (Physical Layer)

 - 네트워크의 기본 네트워크 하드웨어 전송 기술을 이룬다.

 - 네트워크의 높은 수준의 기능의 논리 데이터 구조를 기초로 하는 필수 계층으로서,

   다양한 특징의 하드웨어 기술이 접목되어 있기 때문에 OSI 아키텍처에서 가장 복잡한 계층으로 간주된다.

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

 - 사용되는 통신 단위는 비트이며 1과 0으로 나타내어 지는 전기적 신호 On(1, True), Off(0, False) 상태.

 - 데이터를 전달만 하므로 전송하려는, 받으려는 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지에 대해서는

   신경을 쓰지 않으며 단지, 데이터를 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능만 할 뿐이다.

 - 대표적인 장비는 통신 케이블, 리피터, 허브 등이 있다. 

 

계층 2. 데이터링크 계층 (Data-Link Layer)

 - Point to Point 간 신뢰성 있는 전송을 보장하기 위한 계층으로

   CRC(Cyclic Redundancy Check, 오류검출코드, 순환 중복 검사) 기반의 오류 제어와 흐름 제어가 필요하다.

 - 안전한 정보의 전달을 위해 오류를 검출하거나 재전송하는 기능을 가지고 있다.

 - 네트워크 위의 개체들 간 데이터를 전달하고, 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 찾아 내고,

   수정하는데 필요한 기능적, 절차적 수단을 제공한다.

 - 주소 값은 물리적으로 할당 받는데, 네트워크 카드가 만들어질 때 맥 주소(Mac Address)가 정해져 있다.

 - 이 계층에서는 맥 주소를 가지고 통신하게 되며, 전송되는 단위를 프레임(Frame)이다.

 - 주소 체계는 계층이 없는 단일 구조로서, 데이터 링크 계층의 가장 잘 알려진 예로 이더넷(EhterNET)을 꼽는다.

 - 네트워크 브릿지나 스위치 등이 이 계층에서 동작하며 직접 이어진 곳에만 연결할 수 있다.

 

계층 3. 네트워크 계층 (Network Layer)

 - 여러개의 노드(Node)를 거칠때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층으로 데이터를 연결하는

   다른 네트워크를 통해 전달함으로써 인터넷이 가능하게 만드는 계층이다.

 - 네트워크 계층에서 부르는 데이터 단위는 패킷(Packet)이라고 한다.

 - 다양한 길이의 데이터를 네트워크들을 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는

   서비스 품질(QoS, Quality of Service, 통신 서비스 품질)을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공한다.

 - 논리적인 주소 구조(IP, Internet Protocol), 곧 네트워크 관리자가 직접 주소를 할당하는 구조를 가지며,

   계층적(hierarchical)이다.

 - 라우팅(Routing), 흐름 제어, 세그멘테이션(Segmentation/Desegmentation), 오류 제어,

   인터네트워킹(Internetworking) 등을 수행한다.

 - 가장 중요한 기능은 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 라우팅 기능이다.

 - 라우터가 이 계층에서 동작하고, 네트워크 계층에서 동작하는 스위치도 존재한다.

 - Subnet의 최상위 계층으로 경로를 설정하고, 청구 정보를 관리한다.

 - 개방형 시스템들의 사이에서 네트워크 연결을 설정, 유지, 해제하는 기능을 부여하고, 전송계층 사이에

   네트워크 서비스 데이터 유닛(NSDU, Network Service Data Unit)을 교환하는 기능을 제공한다.

 

계층 4. 전송 계층 (Transport Layer)

 - 전송 계층은 통신을 활성화 하기 위한 계층으로 양 끝단(End to End)의 사용자들이

   신뢰성있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해주어, 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 한다.

 - 전송 계층에서 사용하는 데이터 단위는 세그먼트(Segment)이다.

 - 시퀀스 넘버(Sequence Number) 기반의 오류 제어 방식을 사용한다.

 - 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 전송한다.

 - 가장 잘 알려진 전송 계층의 예는 TCP(Transmission Control Protocol, 전송 조종 규약),

   UDP(User Datagram Protocol)이다.

 - 종단간(End to End) 통신을 다루는 최하위 계층으로 종단간 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송하며,

   기능은 오류 검출 및 복구와 흐름제어, 중복검사 등을 수행한다. 

 - 데이터 전송을 위해서 Port 번호가 사용된다. 

 - 대표적인 장비로 게이트웨이가 있다.

 

 

References

1. 위키백과 _ <OSI 모형>

https://ko.wikipedia.org/wiki/OSI_%EB%AA%A8%ED%98%95

 

2. shlee0882 _ <OSI 7 계층이란?, OSI 7 계층을 나눈 이유>

https://shlee0882.tistory.com/110

 

3. reakwon _ <[네트워크] OSI 7 계층 (OSI 7 LAYER) 기본 개념, 각 계층 설명>

https://reakwon.tistory.com/59

 

4. movefast _ <2. OSI Model - OSI 7계층 모형>

https://movefast.tistory.com/22