OSI 7 Layer

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OSI 7 Layer란

OSI 7 계층은 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것을 말한다.

계층을 나눈 이유는 통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악하고자 함이다.

흐름을 한 눈에 알아보기 쉽고, 7계층 중에서 이상이 생긴 단계를 빠르게 고칠 수 있기 때문이다.

1) 물리 계층(Physical Layer)

리피터, 케이블, 허브 등

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

이 계층에서 사용되는 통신 단위는 비트이며 이것은 1과 0으로 나타내어지는, 즉 전기적으로 On, Off 상태라고 생각하면 된다.

이 계층에서는 단지 데이터를 전달만 할뿐 전송하려는(또는 받으려는)데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지 등에는 전혀 신경 쓰지 않는다.

2) 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

브릿지, 스위치 등

물리계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.

따라서 통신에서의 오류도 찾아주고 재전송도 하는 기능을 가지고 있는 것이다.

이 계층에서는 MAC 주소를 가지고 통신하게 되고, 전송 단위를 프레임이라고 한다.

브릿지나 스위치를 통해 맥주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달함.

프레임에 주소부여(MAC - 물리적주소)

에러검출/재전송/흐름제어

데이터 링크 계층(Data link layer)은 포인트 투 포인트(Point to Point) 간 신뢰성있는 전송을 보장하기 위한 계층으로

CRC 기반의 오류 제어와 흐름 제어가 필요하다. 네트워크 위의 개체들 간 데이터를 전달하고,

물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 찾아 내고, 수정하는 데 필요한 기능적, 절차적 수단을 제공한다.

주소 값은 물리적으로 할당 받는데, 이는 네트워크 카드가 만들어질 때부터 맥 주소(MAC address)가 정해져 있다는 뜻이다.

주소 체계는 계층이 없는 단일 구조이다. 데이터 링크 계층의 가장 잘 알려진 예는 이더넷이다.

이 외에도 HDLC나 ADCCP 같은 포인트 투 포인트(point-to-point) 프로토콜이나

패킷 스위칭 네트워크나 LLC, ALOHA 같은 근거리 네트워크용 프로토콜이 있다.

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

데이터 링크 계층의 주요 역할

프레이밍

•

데이터를 프레임으로 그룹화하여 전송, 즉 데이터의 프레임화를 물리 계층에 의해서 제공되는 비트 파이트를 패킷화한 링크로 변환하게 된다. 이는 전송할 데이터를 전송단위로서의 패킷으로 나누어 그룹화하는 역할이다.

흐름제어

•

보내는 쪽과 받는 쪽의 속도차를 보상하는데 필수적인 흐름제어. 두 가지 수행 방식이 있다.

◦

정지-대기 (Stop and Wait) : 송신측에서 프레임을 전송한 후 확인 응답을 받을 때까지 대기하는 방식

◦

슬라이딩 윈도우(Sliding Window) : 송신측에서 수신측의 확입응답을 받기 전에 수신 가능한 범위 내에서 여러 프레임을 전송

에러 제어

•

전송 중에 주파수 혼란 감쇠, 잡음 등에 의한 오류나 손실 발생 시 이를 해결하기 위한 제어 방식

◦

후진 오류 수정 방식 : 송신측에서 데이터를 전송 시 오류를 검출할 수 있는 부가 정보를 함께 전송하여 수신측에서 오류 발생 시 재전송을 요청하는 방식

◦

전진 오류 수정 방식 : 재전송이 불필요한 방식으로 송신측에서 데이터 송신 시에 오류의 검출 및 수정까지 가능한 부가 정보를 담아서 보내는 방식

순서 제어

•

패킷이나 ACK 신호를 잘못 혼동하는 것을 피하기 위해서는 패킷과 ACK 신호에는 Sequence number가 부여되어야 한다.

링크 관리

•

네트워크 엔티티 간에 데이터 링크의 설정을 유지, 단락 및 데이터 전송 등을 제어

매체 접근 제어

•

다양한 매체 및 회선형태의 수용

3) 네트워크 계층(Network Layer)

라우터, IP

데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능(라우팅)을 담당한다.

라우터를 통해 이동할 경로를 선택하여 IP 주소를 지정하고, 해당 경로에 따라 패킷을 전달해준다.

라우팅, 흐름 제어, 세그멘테이션 (segmentation/desegmentation), 오류 제어, 인터네트워킹(Internetworking) 등을 수행한다.

네트워크 계층(Network layer)은 여러개의 노드를 거칠때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층으로 다양한 길이의 데이터를 네트워크들을 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질(QoS)을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단을 제공한다.

주소부여(IP), 경로설정(Route)

4) 전송 계층(Transport Layer)

TCP, UDP

TCP와 UDP 프로토콜을 통해 통신을 활성화한다. 포트를 열어두고, 프로그램들이 전송을 할 수 있도록 제공해준다.

종단간(end-to-end) 통신을 다루는 최하위 계층으로 종단간 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송하며, 기능은 오류검출 및 복구와 흐름제어, 중복검사 등을 수행한다.

•

TCP : 신뢰성, 연결지향적

•

UDP : 비신뢰성, 비연결성, 실시간

 패킷 생성(Assembly/Sequencing/Deassembly/Error detection/Request repeat/Flow control) 및 전송

5) 세션 계층(Session)

API, Socket

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

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.

6) 표현(Presentation)

JPEG, MPEG 등

데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고, 암호화 한다.

파일 인코딩, 명령어를 포장, 압축, 암호화한다.

7) 응용(Application)

HTTP, FTP, DNS 등

최종 목적지로, 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행한다.

한마디로 모든 통신의 양 끝단은 HTTP와 같은 프로토콜이지 응용프로그램이 아니다.

사용자 인터페이스, 전자우편, 데이터베이스 관리 등의 서비스를 제공한다.