Network - OSI 7 계층 특징

OSI 7계층에 대해서 간단히 정리를 해보겠습니다.~

OSI 7 계층 정의 

- OSI(Open System Interc  onnection)로서 개방형 시스템의 상호연결 모델입니다.
- 국제 표준화기구(ISO)에서 1984년 개발한 모델로 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누었습니다.
- 7개의 계층으로 구분되어 있으며, 흔히 OSI 7 Layer라고 부릅니다.   

OSI 7 계층 정의 

- 표준과 학습도구입니다.
- 표준화를 통해 장비별로 다른 포트의 문제나 프로토콜 등으로 인한 문제 해결 및 비용절감을 위해서 입니다.
- OSI 7 계층은 계층별의 기능과 통신의 과정을 잘 정립하여 교육하기 위한 목적입니다.  

2. 물리적 계층

(1)물리적 계층 특징
- 물리 계층에서 정의 되는 기능(전송속도, 커넥터 핀 수,신호의 레벨, 전송매체, 신호 동기 등을 규정.)
- 물리적 회선 관리 (DTE 와 DCE간의 물리적 회선에 대한 작동, 유지, 중지를 등을 규정.)
- 대표적인 표준으로는 RS-232C,  V.35등이 있습니다.

(2) 물리적 계층 역할
- OSI 7계층의 모델 상의 최하의 계층을 말합니다.
- 단말기기와 전송매체 사이의 인터페이스를 정의 합니다.
- 데이터링크 계층 간의 비트 전송을 위한 기계적, 전기적, 기능적, 절차적인 수단을 제공하는 계층을 의미 합니다.

(3) 물리적 계층 장비
- 허브는 데이터가 모였다 나가는 장소입니다. 허브와 스위치의 차이점은 허브는 데이터가 모이는 곳이고 스위치는 모여든 데이터를 어떻게 , 어디로 보낼 것인지 결정하는 것입니다. 하지만 요즘은 허브도 많이 발달하여서 스위치의 기능을 하기도 합니다.
- 리피터는 물리적인 신호를 증폭시켜주는 역할을 합니다. 신호가 너무 약해지거나 잡음에 의해 훼손 되기 전에 수신하여 원래의 비트 형태로 재생하여 새로 보냅니다.

(4) 물리적 계층 요약

- 두 장치간의 실제 접속과 같은 기계적, 전기적 특성에 대한 규칙을 정의.
- 전송단위 : 비트(Bit)
- 프로토콜 : RS-232C등
- 장비 : 허브 , 리피터

3. 데이터 링크 계층

(1) 데이터 링크 계층 특징
- OSI 7계층의 모델 상의 두 번째 계층을 말합니다.
- 잡음이 없는 인접한 노드 간의 물리적인 회선을 네트워크 계층이 사용할 수 있도록 전송에러가 없는 통신 채널로 변화시키는 것입니다.
- MAC Layer와 LLC Layer로 나뉘어 집니다.

(2) 데이터 링크 계층 역할

- 프레이밍 : 데이터를 프레임으로 그룹화하여 전송, 즉 데이터의 프레임화를 물리계층에 의해서 제공 되는 비트 파이트를 패킷화한 링크로 변환하게 된다. 전송할 데이터를 전송단위로서의 패킷으로 나누어 그룹화하는 역할을 의미합니다.
- 흐름제어 : 보내는 측과 받는 측간의 속도차이를 보상하는데 필수적입니다.
- 에러제어 : 에러 보정을 위한 에러제어 등의 기능들을 제공. 물리 전송 매체의 특성상 오류와 잡음이 랜덤하게 작용할 확률이 높으므로 전송오류를 검출하고 이것을 수정합니다.
- 순서제어 : 패킷이나 ACK신호를 잘못 혼동하는 것을 피하기 위해서 ACK신호에 일련번호를 부여.
- 링크 관리: 네트워크 엔티티 간의 데이터 링크의 설정을 유지, 단락 및 데이터 전송 등을 제어합니다.
- 매체 접근 제어: 다양한 매체 및 회선형태의 수용

*결론
데이터 링크 프로토콜들은 인접하여 접속된 기기 사이의 통신을 관리하고, 낮은 전송로를 신뢰도가 높은 전송로로 전환시키는데 주로 사용된다. (ex.Ethernet)

(3) 데이터 링크 계층 장비
- 브리지 : 컬리전 도메인을 나누는 일을 담당합니다. 동일한 프로토콜을 사용하는 두 네트워크 세그먼트 사이의 패킷을 연결하고 전달되는 장치로, 수신되는 프레임의 MAC주소를 기준으로 프레임을 필터링 하거나 진행 방향으로 포워딩 하는 기능을 수행합니다.
- 스위치 : 각 프레임의 주소를 기초로 프레임을 필터 처리하고 포워딩하고 플로딩 하는 네트워크 장치입니다.

(4) 데이터 링크 계층 요약

- 송신측과 수신측의 속도 차이를 해결하기 위해 흐름 제어 기능을 합니다.
- 전송단위 : 프레임(Frame)
- 프로토콜 : 이더넷, MAC, PPP
- 장비 : 브릿지, 스위치  

4. 네트워크 계층

(1) 네트워크 계층 특징
- OSI 7계층의 모델 상의 3번째 계층을 말합니다.
- 대표적인 프로토콜로는 IP 및 X2.5가 있습니다.
- 전송 계층에서 만들어진 패킷을 전달 받아 목적지 컴퓨터의 논리적인 주소를 네트워크 계층의 헤더에 추가하는 역할을 합니다.

(2) 네트워크 계층 역할
- 경로제어(라우팅) : 단말기 혹은 컴퓨터가 어떤 망에 접속되어 접속되어 있을 때, 송신하고자 하는 정보가 망을 통해서 어떻게 수신측까지 전달되는가를 제어 하는 일을 담당합니다. 발신에서 착신까지의 패킷 경로를 제어합니다.
-투명성 : 상위의 트랜스포트 계층이 경로선택과 중계 등 네트워크 계층 고유의 기능에 대하여 의식하지 않도록 투명하게 하는 역할을 합니다.
- 논리적 주소체제 부여(라우팅과 관련된 주소체제)

1. 바로 위에서 넘어온 데이터에 IP헤더를 삽입하여 새로운 데이터 형식으로 캡슐화.
   
2. IP헤더 : 출발지 주소, 목적지 주소, 일련 번호.
   
3. Layer3계층 데이터:[IP|TCP|DATA]
   
4. Layer3데이터을 목적지로 전송하기 위해 최적 경로를 선출
   
5. 라우팅 : Layer3 데이터을 목적지로 전송.

(3) 네트워크 계층 장비
-라우터

1. 하나 이상의 메트릭을 사용해 네트워크 트래픽을 포워딩 하는 최적 경로를 결정하는 장비입니다.
2. 네트워크 레이어 정보를 기초로 한 네트워크에서 다른 네트워크에서 다른 네트워크로 패깃을 포워딩하는 역할을 합니다.

(4) 네트워크 계층 요약

- 시작점에서 목적지까지 성공적으로 전달되도록 합니다.
- 전송단위 : 패킷(Packet)
- 프로토콜 : IP, ICMP
- 장비 : 라우터 , L3스위치

5. 전송계층

(1) 전송계층 특징
- OSI 7계층의 모델 상의 4번째 계층을 말합니다.
- 어떤 종류의 네트워크가 사용되었는지를 이용자가 의식하지 않도록 하여 쌍방 이용자 간에 투명하고 신뢰성 있게 양단 간에 논리적인 통신을 가능하게 하는 계층입니다.

(2) 전송계층 역할
- 신뢰적 전송 : 동일 또는 타 기종 시스템간에 어떤 망이 연결되었든 간에 관계없이 정보를 틀림없이 상대 단말기에 전달합니다.
- 논리회선 및 다중화/역 다중화 지원 : 동시에 여러 개의 논리적 연결을 가능하게 하는 다중화 시킵니다.
- 투명한 전송 : 바로 상위 또는 하위 계층에서 사용하는 제어방법 및 그 내용에 관계없이 정보가 세션-전송-네트워크 계층 간에 내용이 바뀜 없이 투명하게 전송시킵니다. 경로 선택이나 중계기능에 관여하지 않고 양단간 데이터의 투명한 양방향 전송 기능을 제공합니다.
-지연에 따른 왜곡 및 대역폭 부족에 대한 보상합니다.

(3) 전송계층 장비
-게이트웨이 : 다른 네트워크로 들어가는 입구 역할을 하는 네트워크 포인트입니다. 게이트웨이 노드 역할을 하는 컴퓨터가 프럭시 서버나 방화벽 역할을 함께 수행합니다. 게이트웨이는 라우터나 스위치 등의 사용을 필요로 합니다.

(4) 전송계층 요약

- 패킷의 전송이 유효한지 확인하고 전송에 실패된 패킷을  다시 보내는 것과 같은 신뢰성 있는 통신을 보장합니다.
- 전송 단위 : 세그먼트
- 프로토콜 : TCP, UDP
- 장비 : 게이트웨이, L4스위치

6. 세션 계층

(1) 세션 계층 특징
- OSI 7계층의 모델 상의 5번째 계층을 말합니다.
- 응용 프로그램간의 연결을 성립하게 하고, 연결이 안정되게 유지관리하며 작업 완료 후 연결을 끊는 역할을 담당합니다.
- 연결 세션에서 데이터 교환과 에러 발생시의 복구를 관리하는 계층을 말합니다.

(2) 세션 계층 역할
- 접속 및 접속해제 : 세션을 설정한다. 여러 세션들이 효율을 높이기 위해 같은 전송계층 접속을 사용할 수 있습니다. 따라서 전송 계층에서와 같이 세션 계층에 서도 상향 또는 하향 다중화가 가능합니다.
- 데이터 교환 : OSI 데이터를 4가지 등급으로 구분하고 있다. 정보 데이터 , 급송 데이터, 제어를 위해 사용되는 데이터, 세션 파라미터들의 협상에 사용되는 데이터들입니다.
- 세션 계층은 토큰을 사용함으로써 대화를 관리: 이 기능은 누가 언제 통신하셨는지를 결정하며 토큰을 교환함으로써 구현됩니다. 프로세스는 토큰을 가졌을 때 전송 할 수 있습니다. 토큰은 어떤 서비스의 실행을 기동하는 권리를 표현한 것입니다. 성립된 세션 접속을 통한 상호 대화를 관리 하기 위한 두 개의 응용 개체를 위해 일련의 토큰 개념을 정의 되었습니다.
- 에러 복구 : 세션계층은 전송 시 동기점을 삽입함으로써 메시지를 대화 단위로 그룹화 합니다. 에러에 의해 중단된 대화 단위의 처음부터 전송을 다시 시작합니다.

(3) 세션 계층 요약

- 통신 세션을 구성하며, 포트 번호를 기반으로 연결합니다.
- 프로토콜 : NetBIOS, SSH

7. 표현 계층
(1) 표현 계층 특징
- OSI 7계층의 모델 상의 6번째 계층을 말합니다.
- 표현 계층은 네트워크 사이의 여러 다른 기종 시스템들이 저마다 다른 데이터 표현 방식을 사용하는데, 이를 하나의 통일된 구문 형식으로 변환 시키는 기능을 수행합니다.

(2) 표현 계층 역할
- 응용 계층의 다양한 표현 양식을 공통의 형식으로 변환합니다.
- 암호화,압축,코드변환 : 서로 다른 상이한 형태의 코드 변환, 파일변환, 문장 축소화 등의 기능 수행.
- 가상 터미널 규약 : 라인과 스크린의 길이, 라인의 종료 약속, 페이지모드, 커서의 특성 등이 상호간에 다르므로 가상적인 터미널을 만듭니다.

(3) 표현 계층 요약

- 응용계층의 데이터를 세션계층에 보내기 전에 통신에 적합한 형태로 변환시킵니다.
- 프로토콜 : JPG, MPEG, SMB, AFP

 

8. 응용 계층
(1) 응용 계층 특징
- OSI 7계층의 모델 상의 7번째 계층을 말합니다.
- 응용 프로세스가 개방된 형태로 다양한 범주의 정보처리기능을 수행 할 수 있도록 여러 가지 프로토콜 개체에 대하여 사용자 인터페이스를 제공하게 됩니다.

(2) 응용 계층 역할
- 이름 또는 주소로 지정된 착신지 확인합니다.
- 지정된 착신지가 호출 될 수 있는지 여부 확인합니다.
- 통신 권한의 설정을 합니다.
- 암호화 수단의 협상합니다.
- 지정된 착신지의 진짜 여부 입증합니다.
- 통신 절차의 시작과 종료를 포함하는 대화방법 선택합니다.
- 데이터 형식의 제약사항(문자집합, 데이터구조)을 정합니다.

(3) 응용 계층 요약

- 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행합니다.
- 프로토콜 : DNS, FTP, HTTP

이것으로 OSI 7계층을 간단히 정리 해보았습니다.