데이터 통신/ OSI 7 계층 정리

데이터 통신

1. OSI 7 계층(OSI 7 Layer)

OSI 7 계층은 모든 네트워크 통신에서 생기는 여러가지 충돌 문제를 완화하기 위하여, 국제표준기구(ISO)에서 표준화된 네트워크 구조를 7단계로 나눈 것을 말한다.

7계층으로 나눈 이유는 서로 통신할 수 있게 상호가 알아들을 수 있는 규칙을 정함과 동시에 사람들이 통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악할 수 있게 한 것이다.

Ex)

PC방에서 롤을 하는데 연결이 끊겨 어디에 문제가 있는지 확인하려 한다.

모든 컴퓨터에 문제가 있으면,
라우터의 문제(네트워크 계층)이거나 광랜을 제공하는 회사의 회선 문제(물리 계층).

한 컴퓨터에만 문제가 있고,
롤 소프트웨어에 문제가 있다(응용 계층).
반대로 소프트웨어에 문제가 없고 스위치에 문제가 있다(데이터 링크 계층).

이렇게 계층을 나누었을 때 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 계층에 있는 장비나 소프트웨어를 건들이지 않고 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있다. 즉, 유지 및 관리를 수월하게 해준다.

1-1. 물리 계층(Physical layer)

• 물리층에서는 주로 기계적·전기적 특성을 이용해 통신 케이블로 데이터를 전송한다.
• 사용되는 통신 단위는 '비트'이며 이것은 0과 1로 나타나는, 즉 전기적으로 On, Off 상태라고 생각하면 된다.
• 데이터 전달에 목적이 있어, 전송하는(or 받는) 데이터 종류나 문제가 있는지 등은 전혀 신경 쓰지 않는다. 그저 전기적인 신호로 변환해 송·수신 기능만 한다.
• 대표적인 데이터 전송 장비는 통신 케이블, 리피터, 허브 등이 있다.

1-2. 데이터 링크 계층(Data link layer)

• 데이터 링크층은 물리층을 통해 송·수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할(재전송)을 한다.
• 데이터 링크층은 점대점(Point to Point) 간 신뢰가 있는 전송을 보장하기 위한 계층이기에 순환 중복 검사(CRC) 기반의 오류 및 흐름 제어(기능적, 절차적 수단 제공)가 필요하다.
• 전송되는 단위를 '프레임'이라 하고, 대표적인 장비로 브리지와 스위치 등이 있다.
• 데이터 링크층은 맥(MAC) 주소를 사용하여 통신한다.
• 이 계층은 두 개의 하위 계층으로도 나뉘는데 MAC과 LLC이다. MAC은 맥 주소를 이용해서 데이터를 해당 장비로 보내는 것이고, LLC는 각 장비를 논리적으로 연결하고 유지하는 역할을 한다.
• 프로토콜은 HDLC, PPP, Frame-Relay, FDDI, ATM 등이 있다.

1-3. 네트워크 계층(Network layer)

• 네트워크층의 가장 중요한 일은 패킷을 목적지까지 가장 빠른 길로 전송하는 역할이다. 이 계층에서 사용되는 장비로 라우터가 있다.
• 네트워크층은 교환(스위칭)과 경로 지정(라우팅)이라는 두 가지 관련 서비스를 제공한다.
• 이 층에 사용되는 프로토콜의 종류도 다양하고, 라우팅하는 기술도 다양하다.
• 이 계층에서는 문제가 생기든 말든 보내는 일에 중점을 둔다. 에러가 나면 상위 계층에서 해결해 주기 때문이다.
• 논리적인 주소 구조(IP), 곧 네트워크 관리자가 직접 주소를 할당하는 구조를 가진다.
• 프로토콜로는 IP, IPX, ICMP, ARP 등이 있다.

1-4. 전송 계층(Transport layer)

• 통신을 활성화하기 위한 계층으로 보낼 데이터의 용량과 속도, 목적지 등을 처리하며 전체 메시지가 완전히 옳게 도착하는 것을 보장하는 전송을 담당한다.
• 대표적으로 TCP-연결 지향 프로토콜(Connection oriented Protocol)와 UDP-비연결 지향 프로토콜(Connectionless Protocol)가 있고, 보통은 TCP프로토콜을 이용해 포트를 열어서 응용 프로그램들이 전송을 할 수 있게 한다.
• TCP는 인터넷 프로토콜(IP) 위에 구축되어 TCP/IP로 합쳐서 부른다. 기기의 IP 주소가 여기서 작동하며 데이터가 잘 전송되는지 확인하고, 에러가 발생하면 다시 알아서 재전송해준다. 반면 UDT는 데이터를 보낸 뒤 어떠한 일을 수행하지 않는다.

1-5. 세션 계층(Session layer)

• 데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결을 말한다. 통신을 책임지고 있는 계층.
• 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류복구 명령들을 일괄적으로 다룬다.
• 세션층은 응용 프로그램 관점에서 봐야하며, 알맞는 응용 프로그램으로 데이터를 보내기 위해 데이터들을 분리하고 유지하는 기능을 수행한다.
• 세션 설정, 유지, 종료, 전송 중단시 복구 등의 기능이 있으며 운영 체제(OS)가 이 계층에 속한다.
• 이 계층은 TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다.

1-6. 표현 계층(Presentation layer)

• 표현층은 데이터의 포맷(Format)을 정의하여 서로 다른 환경의 컴퓨터와 응용 프로그램들이 데이터를 서로 이해 할 수 있도록 도와준다.
• JPEG, TIFF, GIF(그래픽 포맷), MPEG, QUICKTIME(동영상 포맷), MIDI(음악 포맷), RTF, ASCII, EBCDIC(텍스트 포맷)등을 지정 한다.
• 사용자의 명령어를 완성및 결과 표현하며, 데이터를 압축하거나 암호화하는 기능도 수행한다.

1-7. 응용 계층(Application layer)

• OSI 7 계층 중 최상층이며, 사용자가 직접 눈으로 보고 실제로 작업을 하는 계층이다.
• 웹 브라우저, HTTP, FTP, WWW, Telnet, SMTP, POP 등의 사용자와 직접적으로 상호작용 하는 모든 응용 프로그램들이 여기에 속한다.

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+ 암기법

책과 인터넷을 떠돌며 정리하는 중 발견한 암기 요령 이미지를 첨부하며, 글을 마칩니다!