네트워크 OSI 7계층 | TCP/IP 4계층 🔝

기종 간 호환성 문제를 해결하고 전 세계 어디서나 자유롭게 연결하기 위해, 국제표준화기구(ISO)는 네트워크 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 OSI 7계층(Open Systems Interconnection 7 Layer) 모델을 제정하게 되었습니.

초창기 인터넷은 기술적 한계로 인해 폐쇄적인 네트워크 환경, 즉 특정 회사나 조직 내부에서만 통신이 가능한 형태였습니다. 기기나 제조사마다 통신 방식이 제각각이다 보니 서로 다른 시스템 간의 데이터 교환이 불가능했고, 이러한 문제를 해결하기 위해 OSI 7계층 모델이 도입된 것입니다.

이처럼 ISO에서 기종에 상관없이 서로 다른 ‘개방형 시스템(Open System)’ 간의 원활한 통신을 위해 제정한 권고 사항이 바로 OSI 7계층입니다. 이름 그대로 OSI는 ‘Open Systems Interconnection’의 약자이며, 직역하면 ‘상호 연결된 개방형 시스템’이라는 뜻을 가지고 있습니다. 즉, 어떤 제조사의 제품이든 상관없이 표준 규격만 맞추면 언제 어디서나 서로 연결될 수 있는 문을 열어준 셈입니다.

Ⅰ. OSI 계층을 나눈 이유?

OSI를 7개의 계층으로 나눈 이유는 복잡한 데이터의 전송을 7계층으로 나눠 이해하기 쉽고, 인터넷 연결 오류 발생 시 이상이 생긴 계층에서만 체크하여 고칠 수 있는 편리함을 가지게 됩니다.

모든 컴퓨터에 문제가 있을 경우 라우터 쪽인 네트워크 계층(3계층) 또는 광랜을 제공하는 ISP의 회선 문제인 물리 계층(1계층)을 생각해 볼 수 있습니다.
한 대의 PC에서만 접속 오류가 있다면 애플리케이션 계층인 7계층을 의심할 수 있습니다.

Ⅱ. OSI 7계층

PDU(Protocol Data Unit): 각 계층에서 헤더와 데이터를 합친 부분을 PDU라고 부릅니다. 프로토콜 데이터 단위를 뜻 하며, 각각의 계층에 따라 다르게 불리게 됩니다.

🔲 애플리케이션 계층(상위 계층)과 데이터 플로 계층(하위 계층)

OSI 계층은 다시 두 개의 계층으로 나뉘어입니다. 애플리케이션(Application)은 특정한 목적이나 업무를 수행하기 위해 고안된 ‘응용 프로그램(소프트웨어)’을 뜻합니다. 줄여서 ‘앱(App)’이나 ‘어플’로 부르기도 합니다.

5~7계층: 애플리케이션 계층(Application layer) / 상위 계층(Upper Layer)
1~4계층: 데이터 플로 계층(Data Flow Layer) / 하위 계층(Lower Layer)

데이터 플로 계층은 상위 계층(애플리케이션 계층)에서 생성된 데이터를 목적지까지 안전하고 정확하게 전달하는 ‘운송 경로’의 역할을 담당합니다.

사용자가 어떤 서비스를 이용하든(웹 서핑, 이메일, 동영상 시청 등) 상관없이, 이 계층은 오직 데이터가 네트워크를 통해 흐르는(Flow) 과정 자체에만 집중합니다.

🔲 OSI 모델 계층표

아래 표에서는 OSI 7계층의 이름을 영어 발음대로 표기하고, 다른 책이나 실무에서 함께 사용하는 용어를 ‘타도서 및 실무’로 정의 했습니다.

애플리케이션의 프로세스를 정의하고 애플리케이션이 서비스를 수행합니다.
포로세스 및 앱 등이 응용 계층에서 동작.
응용 계층의 프로토콜: HTTP, FTP

전송하는 데이터의 표현 방식을 결정
다른 애플리케이션의 통신을 돕기 위해 하나의 통일된 구문 형식으로 변환시키는 기능을 수행하며, 일종의 번역기 or 변환기 역할을 수행한다고 볼 수 있습니다.
압축, 암호화, 데이터 변황 등.
전송 파일: GIF,JPEG,ASCII 등의 파일

양 끝단의 응용 프로세스가 연결을 성립하도록 도와주고 안적적인 연결이 유지되도록 관리하는 역할.
응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 정의.
작업 완료 후 연결을 끊는 역할 담당.
TCP/UDP 세션을 만들고 삭제하는 책임을 지게 됨.
에러 복구와 재전송 수행
전송 단위: API, 소켓(socket)

두 호스트 시스템에서 발생하는 데이터의 흐름을 제공
TCP/UDP 프로토콜을 통해 통신 활성화.
Port를 제공하며, 데이터가 전송될 수 있도록 함.
전송 단위: 세그먼트(Segment)
장비: 로드 밸런서, 방화벽

IP 주소와 같은 논리적인 주소가 정의됨.
경로(Route) 및 (IP)를 정하고 패킷을 전달하는 역할
목적지까지 빠르고 안전한 데이터 전송을 하는 기능
전송 단위: 패킷(Packet)
장비: 라우터, L3 스위치

물리 계층으로부터 송·수신 되는 정보의 오류 및 흐름을 관리
안전한 정보의 전달을 수행할 수 있게 도와주는 역할.
맥 주소로 통신하게 됨.
통신에서 오류 및 재전송 기능
전송 단위: 프레임(Frame)
장비: 스위치, 브릿지, 네트워크 카드

네트워크 장비-스위치(switch-electronics) — switch

2계층은 데이터 링크 계층으로 전기 신호를 모아 우리가 알아볼 수 있는 데이터 형태로 처리합니다. 전기 신호를 전달하기보다는 정보의 정의 및 정확한 주소로 통신이 되도록 하는데 초점이 맞춰져 있습니다.

1계층은 주로 전기 신호를 전달하는데 초점이 맞추어져 있습니다.
단지 데이터를 전달할 뿐 송·수신 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 발생하는지에 대해서는 신경 쓰지 않습니다.
전송 단위: 비트(bit)
장비: 리피터(Repeater), 허브(HUB), 케이블(Cable), 커넥터(Connetor), 트랜시버(Tranceiver), 탭(TAP)

프로토콜이란?

Ⅲ. TCP/IP 4계층

네트워크 전송의 데이터 표준은 OSI 7계층이며, 이론에서 실제 사용하는 인터넷 표준은 TCP/IP 계층입니다. 응용 계층, 표현 계층, 세션 계층이 TCP/IP 모델에서 하나로 합쳐진 것을 확인할 수 있습니다. TCP/IP 4계층은 이론보다 실무에서 더 활용됩니다.

TCP/IP 4계층은 세션, 프레젠테이션, 애플리케이션 계층 상위 3개를 애플리케이션 계층 하나로 묶고, 피지컬 계층과 데이터 링크 계층이 네트워크 엑세스 계층으로 묶여집니다. TCP/IP 모델에서 애플리케이션이 개발자가 보게 되는 계층으로, 나머지 하위 나머지 3개 계층이 네트워크 엔지니어가 봐야 할 계층으로 분류됩니다.

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Ⅰ. OSI 계층을 나눈 이유?