OSI 7계층 기본개념 및 각 계층 설명

OSI 7계층은 네트워크 통신이 일어나는 과정을 총 7단계로 나눠둔 것으로 국제 표준화 기구(ISO) 에서 정의한 네트워크 표준 모델로 각 계층간 상호 작동하는 방식을 정해놓은 것이며 실제 인터넷에서 사용되는 TCP/IP 는 OSI 참조 모델을 기반으로 상업적이고 실무적으로 이용될 수 있도록 단순화 시킨것이다.

OSI 7계층은 1계층인 물리계층, 2계층인 데이터링크 계층, 3계층인 네트워크 계층, 4계층인 전송 계층, 5계층인 세션 계층, 6계층인 표현 계층, 7계층인 응용 계층으로 구성되어 있으며 컴퓨터 통신 구조의 모델과 앞으로 개발될 프로토콜의 표준적인 뼈대를 제공하기 위해 개발된 참조 모델이어서 OSI 7계층 모델을 알면 네트워크 구성을 예측하고 이해할 수 있다. 네트워크에서 트래픽의 흐름을 꿰뚫어 볼 수 있으며, 각 계층은 독립되어 있다. 7단계 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비 및 소프트웨어를 건드리지 않고도 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있다는 장점이 있다.

 

작동 원리

1. OSI 7계층은 응용, 표현, 세션, 전송, 네트워크, 데이터링크, 물리계층으로 나뉜다.

2. 전송 시 7계층에서 1계층으로 각각의 층마다 인식할 수 있어야 하는 헤더를 붙임(캡슐화)

3. 수신 시 1계층에서 7계층으로 헤더를 떼어냄(디캡슐화)

4. 출발지에서 데이터가 전송될 때 헤더가 추가되는데 2계층에서만 오류제어를 위해 꼬리부분에 추가됨

5. 물리계층에서 1, 0 의 신호가 되어 전송메체(동축케이블, 광섬유 등)을 통해 전송

 

물리계층(Physical Layer) 

물리 계층은 시스템 간의 물리적, 기계적인 접속을 제어하는 계층으로 ITU-T 의 V.24, EIA의 RS-232C 프로토콜을 사용하며, 데이터 부호화 방식, 전송 방식, 케이블의 형태, 신호 형식, 변조 방식 등을 정의한다. 물리 계층의 대표적인 장비로는 리피터, 케이블, 허브가 있다.

 

데이터링크 계층(Data-Link Layer)

데이터 링크 계층은 이웃한 통신 기기 사이의 연결 및 데이터 전송 기능과 관리를 규정한다. 포인트 투 포인트(Point-To-Point) 방식으로, 신뢰성있는 전송을 보장하기 위한 계층으로, 동기화, 오류제어, 흐름제어 등의 기능을 사용한다. 가장 대표적인 예시로 이더넷(Ethernet)이 있으며 장비로는 브리지, 스위치가 있다. 또한 데이터링크 계층에서의 데이터 단위는 프레임(Frame)이라고 한다.

 

네트워크 계층(Network Layer)

네트워크 계층은 시스템에 대한 경로 선택 및 중계 기능을 제공하는 계층으로 패킷 관리와 경로 배정(Roution)을 수행한다. 논리적인 주소구조(IP), 즉 네트워크 관리자가 직접 주소를 할당하는 계층적(Hierarchical) 구조이다. 데이터그램 혹은 가상회선을 개설하며, 대표적인 프로토콜로 ITU-T의 X.25가 있다. 또한 네트워크 계층에서의 데이터 단위는 패킷(Packet)이며 장비로는 라우터, L3 스위치가 있다.

 

전송 계층(Transport Layer)

전송 계층은 종단간 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있게 해주며, 상하위 계층 간의 중간 인터페이스 역할을 제공하는 계층이다. 데이터 전송에 대한 오류 검출, 오류 복구 및 흐름 제어를 수행한다. 또한 데이터 전송을 위해 Port 번호를 사용하며 대표적인 프로토콜로 TCP 와 UDP 가 있다. 그리고 전송 계층에서의 데이터 단위는 세그먼트(Segment)이다.

 

세션 계층(Session Layer)

세션 계층은 반이중 방식(Half-duplex), 전이중 방식(Full Duplex)의 통신 모드의 설정을 결정하며, 세션 접속 설정, 데이터 전송, 세션 접속 해제 등의 기능을 수행하며, 사용자와 전송 계층 간의 인터페이스를 위한 연결을 담당한다. 

 

표현 계층(Persentation Layer)

표현 계층은 코드 간의 번역을 담당하여, 응용 프로그램의 구문(Syntax)를 표준 형식으로 재구성 하는 계층이다. 데이터의 재구성, 코드 변환, 구문 검색 등 보안을 위한 암호화 및 해독, 압축 기능을 수행한다.

 

응용 계층(Application Layer)

응용 계층은 OSI 참조 모델의 최상위 레벨로, 특정한 응용 서비스(HTTP, FTP, 데이터베이스)를 제공한다. 응용 프로그램과의 인터페이스 기능 및 통신을 수행한다.