OSI 7 Layer

출처 : https://www.bmc.com/blogs/osi-model-7-layers/

 

[상위 계층]

Application Layer

OSI 참조 모델의 최상위 계층으로 사용자가 실행하는 모든 통신 프로그램과 관련된 계층이다.

애플리케이션 프로세스를 정의하고 애플리케이션 서비스를 수행한다. 네트워크 소프트웨어의 UI, 사용자 입출력 부분을 정의하는 것이 애플리케이션 계층의 역할미며 대표적인 프로토콜로는 FTP, SMTP, HTTP, Telnet 등이 있다.

 

Presentation Layer

6계층인 프레젠테이션 계층은 표현 방식이 다른 애플리케이션이나 시스템 간의 통신을 돕기 위해 하나의 통일된 구문 형식으로 변환시키는 기능을 수행하고 MIME 인코딩이나 암호화, 압축, 코드 변환과 같은 동작이 이루어 진다. .gif, .mp3, .txt 등과 같은 다양한 포멧과 통신코드인 ASCII, EBCDIC등도 여기에 포함된다.

 

Session Layer

5계층인 세션 계층은 양 끝단의 응용 프로세스가 연결을 성립하도록 도와주고 연결이 안정적으로 유지되도록 관리하며 작업 완료 후에는 이 연결을 끊는 역할을 한다. 또한 에러로 중단된 통신에 대한 에러 복구와 재전송도 수행한다.

 

 

[하위계층]

Transport Layer

4계층인 전송 계층은 데이터의 신뢰성(TCP) 혹은 비 신뢰성(UDP) 통신에 대한 구분을 담당하는 계층으로 TCP의 경우 3-way-handshake를 기본으로 하며 UDP의 경우 Start  & Stop bit를 기반으로 통신이 진행된다. 네트워크 통신을 위한 각각의 서비스나 애플리케이션은 서로간의 식별을 위해 포트 번호를 사용하게 되는데, 이 서비스 포트 번호는 4계층 헤더에서16bit로 처리되기 때문에 2^16 = 65,536개로 구분될 수 있다. 이가운데 0 ~ 1023번 까지의 Well-known port가 존재한다.

TCP는 매 Segment를 처리할 때마다 3단계의 신호 교환을 하므로 전송 지연이 발생하지만 신뢰성있는 데이터 처리를 할 수 있다. 이와 반대로 UDP는 Start  & Stop bit에 대한 비트 처리만 하면 되므로 속도 위주의 통신 프로그램에 유리하다.

 

Network Layer

3계층인 네트워크 계층은 데이터의 출발지와 목적지를 구분하는 식별자를 처리하는 계층으로 가장 대표적인 프로토콜이 IP이다. 3계층을 이해할 수 있는 장비나 단말은 네트워크 주소 정보를 이용해 자신이 속한 네트워크와 원격지 네트워크를 구분할 수 있고 원격지 네트워크를 가려면 어디로 가야하는지 경로를 지정하는 기능이 있다. 

 

Datalink Layer

트래픽이 외부 네트워크로 가기 전에 어디로 전송될 것이며 도착 후에 무엇을 하는지에 대한 상세 정보를 갖고 있다.

 

MAC(Media Access Control)하위 계층(802.3) : MAC 하위 계층은 물리적 케이블 상에서의 데이터 전송 방법을 맡아서 처리한다. MAC 하위 계층은 하위의 물리 계층과 통신하는 데이터 링크 계층의 일부이다 .이 계층에서는 물리적 어드레싱, 네트워크 토폴로지, 회선 규칙, 에러 검출, 프레임의 순차 전송, 선택적 흐름 제어와 같은 기능을 정의한다.

 

MAC하위 계층 프레임

 

Preamble : 데이터의 시작 부분을 알려주는 비트로 0과 1의 교차로 구성되어 있다.

DST addr : 48비트의 주소로 되어 있으며 최초 통신에서는 브로드 캐스트 형식으로 입력되나, 이 후에는 ARP Table의 정보를 이용하여 목적지를 지정하게 된다.

SRC addr : 송신 시스템이 이용하고 있는 MAC 주소를 기준으로 삽입된다.

Length : 뒤에 오는 데이터의 길이를 나타내는 영역으로 byte 단위로 표시된다.

Data : 전송되는 메시지의 길이를 의미하며 가변 길이를 갖는다.

FCS : 마지막 필드로 데이터의 손상 여부를 검사하는 영역으로 0으로 채워(Padding) 처리된다.

 

Pysical Layer

전기 신호를 전달하는데 초점이 맞추어져 있으며 허브, 리피터, 케이블, 커넥터, 트랜시버, 탭과 같은 장비가 있다.

전기 신호가 1계층 장비로 들어오면 이 전기 신호를 재생성하여 내보낸다.

 

■ 계층별 주요 프로토콜 및 장비

계층	주요 프로토콜	장비
애플리케이션 계층	HTTP, SMP, SMTP, STUN, Telnet, TFTP	ADC, NGFW, WAF
프레젠테이션 계층	TLS, AFP, SSH
세션 계층	L2TP, PPTP, NFS, RPC, RTCP, SSH
트랜스포트 계층	TCP, UDP, SCTP, DCCP, AEP	로드밸런서, 방화벽
네트워크 계층	ARP, IPv4, IPv6, NAT, IPSec, VRRP, 라우팅 프로토콜	라우터, L3스위치
데이터 링크 계층	IEEE 802.2, FDDI	스위치, 브릿지, 네트워크 카드
피지컬 계층	RS-232, RS-449, V.35, S 등의 케이블	케이블, 허브, 탭(TAP)

 

 

OSI 7 Layer을 통한 간단한 흐름

1. 사용자는 통신에 사용할 채팅 프로그램을 실행한다. (7계층)

2. 문자(ASCII, EBCDIC, .txt등)와 첨부파일(mp3, hwp등)을 이용해 상대방과 주고받는 데이터를 확인할 수 있다. (6계층)

3. 사용자의 CPU는 채팅 프로그램 개시에서 유지, 종료에 대한 확실한 처리를 위해 PID를 부여하고 관리한다. (5계층)

4. 상대방이 메시지를 확인했는지 파일을 수신했는지 확인할 수 있도록 신뢰(TCP) 통신을 위한 포트 번호를 확인한다. (4계층)

5. 채팅 프로그램 서버를 경유해서 목적지로 가야하므로 채팅 서버 주소를 목적지로 한 주소 (IP)가 부여 된다.(3계층)

6. 메시지를 서버로 보낼 때 내부 통신으로 가능한지 혹은 외부망으로 보내야 될지 확인하고 오류 확인을 위한 신호 (CRC, FCS)을 붙인다. (2계층)

7. 시스템을 빠져 나갈 때 연결된 커넥터와 케이블 종류에 따라 전기 신호, 빛 신호, 주파수 신호 등으로 변환해서 전송한다. (1계층)

 

TCP/IP 4계층

 

OSI 7 Layer와 PDU