OSI 7 Layer와 TCP/IP Protocol

OSI 7 Layer

 

국제 표준화 기구(ISO)에서 컴퓨터 네트워크 프로토콜을 계층으로 표현한 모델을 OSI 7 Layer(Open System Interconnection)이라고 한다. 

 

 

 1. Physical Layer

 

- 실제 Data bit를 전송하는 물리적 링크 설정, 유지, 절단.

- 전기 신호들이 구리 선이나 광섬유를 통해 전달.

- 전송 매체로는 Twisted Pair, 광케이블, 동축 케이블, 기타 무선 매체 등이 있다.

• 단위 : signal, bit
• 대표 장치 : Hub, Reapeater(신호 세기 증폭)

 

2. Data Link Layer

 

- 논리적 연결 제어, 매체 접근 제어, 하드웨어 주소 지정.

- Point to Point 간 신뢰성 있는 전송을 보장하는 계층. CRC 기반의 오류 제어와 흐름 제어 필요.

- 물리적인 주소값(MAC address)을 할당받는다. HDLC, ADDCP 같은 PtP 프로토콜이나 패킷 스위칭 네트워크나 LLC, ALOHA 같은 근거리 네트워크용 프로토콜이 있다. 네트워크 브릿지나 스위치 등이 이 계층에서 동작.

- 대부분의 LAN과 무선 LAN 기술이 정의되어 있다.

• 주요 프로토콜 : IEEE802.2 이더넷 프로토콜, 토큰링, 와이파이 등
• 단위 : Frame
• 대표 장치 : L2 Switch

 

3. Network Layer

 

- 라우팅, 흐름 제어, 세그멘테이션, 오류 제어, 인터넷워킹 등을 수행한다. 라우터가 이 계층에서 동작하고 이 계층에서 수행하는 스위치도 있다.

- 논리적 주소 구조(IP address)를 가진다. 네트워크 관리자가 직접 주소를 할당하거나 DHCP Server에서 동적으로 할당 받는다.

- 서브넷의 최상위 계층으로 경로를 설정한다. 데이터를 패킷 단위로 분할해 전송 후 재결합한다.

- 패킷을 단편화해 내려보낸 후 수신 호스트의 CPU가 네트워크 계층에서 재조합한다.

• 단위 : Packet, Datagram
• 대표 장치 : Router, L3 Switch

 

4. Transport Layer

 

- 전송 계층은 양 끝단의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고받도록 해 준다. 목적지에서 발신지 간의 통신에서 에러 제어와 흐름 제어를 담당.

- 3계층까지는 IP로 도착지를 찾는다면 4계층에서는 포트 번호를 이용해 하위 계층이나 응용 프로그램에 연결(Bind) 한다.

- End to End 데이터 흐름 가능하도록 논리적 연결

• TCP/UDP 프로토콜 사용
• SSL 및 TLS 실행
• 단위 : Segment

 

5. Session Layer

 

- 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하는 방법을 제공

- 동신 송수신 방식 Duplex, 반이중 방식 Half Duplex, 전이중 방식 Full Duplex의 통신과 함께 Check Point과 유휴, 종료, 다시 시작 과정 등을 수행

- 연결 세션에서 데이터 교환과 에러 발생 시의 복구를 관리

- 송수신 측 사이의 동기화 제공

- 가상 연결 제공 (Login/Logout 수행)

- 세션 계층에서 API 도구 모음(NetBios, TCP/IP socket, 원격 절차 호출 등)을 제공해 프로그래머는 TCP/IP의 세부 동작 방식을 알지 못해도 소프트웨어 구현 가능

• 사용되는 프로토콜 : NetBios

 

6. Presentation Layer

 

- 코드 간의 번역을 담당해 사용자 시스템에서 데이터 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층에게 덜어준다

- 수신자와 송신자 사이의 데이터 암호화(스니핑 방지), 복호화, 변환, 인코딩, 디코딩, 압축, 해제 등을 담당

- ASCII 코드나 Little Endian 또는 Big-Ending(gif, jpg 확장자) 등의 포맷을 지정

- 텍스트 및 그래픽 정보를 16진수 데이터로 변환(코드화)

 

 

7. Application Layer

 

- 응용 프로세스와 직접 관계해 일반적인 응용 서비스를 수행

- 사용자에게 데이터를 받아 하위 계층으로 전달, 하위 계층에서 전달하는 데이터를 사용자에게 전달하는 역할 수행

• 프로토콜 : Telnet, FTP, 전자우편(POP, SMTP), HTTP, SNMP 등
• 단위 : Message
• 사용 장비 : Gateway

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TCP/IP Protocol

 

실제 네트워크 통신은 TCP/IP 프로토콜을 사용한다. 

1-1

1-2

 

(그림 1-2는 네트워크 통신 시 계층마다 헤더와 데이터 부분을 나타낸 것이다.)