[네트워크] OSI 7계층과 TCP/IP

  OSI 7계층이란, ISO(International Organization for Standardization, 국제표준화기구)에서 제안한 통신 규약(Protocol, 프로토콜)이다. 다양한 컴퓨터 간 데이터 전송을 지원할 수 있는 추상 모델을 표준화한 것으로 OSI 7 layer 또는 OSI 7계층으로 불린다.

  프로토콜이란 서로 다른 기기들 간의 데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있도록 표준화한 통신 규약이다. 통신을 제어하기 위한 표준 규칙과 절차의 집합으로 하드웨어와 소프트웨어, 문서를 모두 규정한다. 프로토콜의 기본 요소에는 전송하고자 하는 데이터의 형식, 부호화, 신호 레벨 등을 규정하는 구문(Syntax)과 두 기기 간의 효율적이고 정확한 정보 전송을 위한 협조 사항과 오류 관리를 위한 제어 정보를 규정하는 의미(Semantics)와 두 기기 간의 통신 속도와 메시지의 순서 제어 등을 규정하는 시간(Timing)이 있다.

 

1계층 / 물리적 계층(Physical Layer)

  물리적 연결(랜 케이블, 동축 케이블, 광 케이블 등)을 위한 계층이다. 대표 프로토콜로 RS-232C가 있다. 대표 장치로는 리피터, 케이블, 허브 등이 있다. 데이터 전송 단위는 비트 스트림(Bit Stream)이다.

 

2계층/ 데이터링크 계층(Data Link Layer)

  네트워크 개체들 간 데이터를 전달하고, 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류들을 제어하고 흐름제어를 담당한다. 대표 프로토콜로 이더넷(Ethernet)이 있다. 대표 장치로는 스위치, 브리지가 있다. 데이터 전송 단위는 프레임(Frame)이다.

 

3계층/ 네트워크 계층(Network Layer)

  여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할(라우팅)을 수행한다. 다양한 길이의 데이터를 네트워크를 통해 전달하며 그 과정에서 라우팅, 흐름 제어, 세그멘테이션, 오류 제어 등을 수행한다. 대표 프로토콜로 IP, ICMP가 있다. 대표 장치로는 라우터, IP가 있다. 데이터 전송 단위는 패킷(Packet)이다.

 

4계층/ 전송 계층(Transport Layer)

  계층 구조의 네트워크 구성 요소와 프로토콜 내에서 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공한다. 통신의 양끝단 사용자들의 신뢰성 있는 전송을 보장한다. 대표 프로토콜로 TCP, UDP가 있다. 데이터 전송 단위는 세그먼트(Segment)이다.

 

5계층/ 세션 계층(Session Layer)

  종단 간 세션의 연결과 종료에 대한 역할을 한다. 대표 프로토콜로 SSH, TLS가 있다. 데이터 전송 단위는 데이터(Data)와 메시지(Message)이다.

 

6계층/ 표현 계층(Presentation Layer)

  종단 간 데이터의 변환, 압축, 압축해제, 암/복호화를 담당한다. 대표 프로토콜로 JPEG, MPEG가 있다. 데이터 전송 단위는 데이터(Data)와 메시지(Message)이다.

 

7계층/ 응용 계층(Application Layer)

  사용자나 소프트웨어가 네트워크에 접근하여 여러 가지 응용 서비스를 제공하는 계층이다. 대표 프로토콜로 HTTP, FTP가 있다. 데이터 전송 단위는 데이터(Data)와 메시지(Message)이다.

 

  TCP/IP란, 컴퓨터 사이의 통신 표준 및 네트워크의 라우팅 및 상호연결에 대한 자세한 규칙을 지정하는 프로토콜 스위트이다. 네트워크에 연결된 여러 컴퓨터(호스트) 사이의 통신을 허용한다. 하드웨어에 구애받지 않는다는 장점이 있다. OSI 7계층은 표준 모델, 현실에서 인터넷을 위해 사용하는 모델은 TCP/IP 모델이다. TCP/IP는 다음과 같은 기능을 수행하는 TCP 프로토콜과 IP 프로토콜이 결합된 것을 의미한다.

 

  TCP

  OSI 7계층의 전송 계층에 해당하며 신뢰성 있는 연결형 서비스를 제공한다. 연결형 통신이란 송·수신 측 간을 논리적으로 연결한 후 데이터를 전송하는 방식으로, 대표적으로 가상 회선 방식이 있다. 데이터 전송의 안정성과 신뢰성이 보장되지만, 연결 설정 지연이 일어나며, 회선 이용률이 낮아질 수 있다. 패킷의 다중화, 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능을 제공한다.

  TCP 헤더에는 Source/Destination Port Number, Sequence Number, Acknowledgment Number, Checksum 등이 포함된다.

 

  IP

  OSI 7계층의 네트워크 계층에 해당하며 데이터그램을 기반으로 하는 비연결형 서비스를 제공한다. 비연결형 통신이란 송·수신 측 간을 논리적 연결 없이 데이터를 독립적으로 전송하는 방식으로, 대표적으로 데이터그램 방식이 있다. 패킷의 분해/조립, 주소 지정, 경로 선택 기능을 제공한다.

  IP 헤더에는 Version, Header Length, Total Packet Length, Header Checksum, Source IP Address, Destination IP Address 등이 포함된다. 헤더의 길이는 최소 20Byte에서 최대 60Byte이다.

 

OSI 7계층	TCP/IP
응용 계층 (Application Layer)	응용 계층 (Application Layer)
표현 계층 (Presentation Layer)
세션 계층 (Session Layer)
전송 계층 (Transport Layer)	전송 계층 (Transport Layer)
네트워크 계층 (Network Layer)	인터넷 계층 (Internet Layer)
데이터링크 계층 (Data Link Layer)	네트워크 접근 계층 (Network Access Layer)
물리 계층 (Physical Layer)