OSI 7계층이란 무엇인가?

위키백과에 따르면, Open Systems Interconnection 7계층(혹은 OSI 모형)이란 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것 이다. 쉽게 말해, 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것이라 할 수 있다. 국제 표준화 기구(ISO)가 이질적인 네트워크 간 호환성 결여에 의한 연결 문제를 해결하기 위해 제시한 모델이다.

‘계층’ 이란 단어가 쓰인 이유?

하위 계층이 모두 작동해야만 특정 계층이 작동하기 때문이다. 예를 들어 1~6계층 중 하나라도 문제가 있다면, 7계층은 작동하지 않는다.

또한 각 계층은 바로 아래 계층의 기능만을 사용하고, 바로 위 계층에게 기능을 제공한다. 예를 들어 5계층은 4계층의 기능을 사용하고, 6계층에게 기능을 제공하는 식이다.

계층을 구분한 이유?

통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악할 수 있으며, 각 계층이 독립적이기 때문에 다른 계층의 장비 혹은 코드에 영향을 미치는 일 없이 특정 계층을 수정할 수 있다.

계층 1: 물리 계층

물리적 특성을 이용해 데이터를 전송하는 계층으로, On,Off로 구성된 Bit를 데이터 단위(PDU)로 사용한다. 이 계층에서는 데이터를 전달만 할 뿐, 전송 혹은 수신하는 데이터가 어떤 종류인지, 오류가 존재하는지는 신경쓰지 않는다.

대표적인 장비로는 케이블, 리피터, 허브 등이 있다.

계층 2: 링크 계층

인접한 두 노드(네트워크 기기) 간의 정보 전송을 담당하는 계층으로, 프레임(Frame)을 데이터 단위(PDU)로 사용한다. 물리 계층을 통해 송수신되는 정보의 오류를 찾고 수정하여, 정보가 안전하게 전송될 수 있도록 관리한다. 프레임에 주소값을 물리적으로 할당받는데, 이는 MAC(Media Access Control) 주소라고 불린다.

WIFI, Ethernet 등의 프로토콜이 이 계층에 포함되며, 대표적인 장비로는 브리지, 스위치 등이 있다.

계층 3: 네트워크 계층

네트워크 계층은 라우팅(routing) 기능, 즉 데이터를 목적지까지 안전하고 빠르게 전송하는 최적의 경로를 설정하는 기능을 담당하는 계층으로, 패킷(Packet)을 데이터 단위(PDU)로 사용한다. 어떤 네트워크 기기에 데이터를 전송할 지 주소를 가지고 있는데, 이 주소가 바로 IP다.

IP, ICMP 등의 프로토콜이 이 계층에 포함되며, 대표적인 장비로는 라우터가 있다.

계층 4: 전송 계층

전송 계층은 양 끝단(End-to-End)의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고받게 하는 기능을 담당하며, 세그먼트를 데이터 단위(PDU)로 사용한다. 종단(Host)의 구체적인 목적지(Process)까지 데이터가 도달할 수 있도록 하며(Process-to-Process Communication), Process를 특정하기 위한 주소로 port 번호를 사용한다. 신뢰성 있고 효율적인 데이터 전송을 위해, 오류 검출 및 복구, 흐름 제어와 중복 검사 등을 수행한다.

TCP, UDP 등의 프로토콜이 이 계층에 포함되며, 대표적인 장비로는 게이트웨이, L4 스위치가 있다.

계층 5: 세션 계층

세션 계층은 세션을 확립/유지/중단하는 기능을 담당하며, 데이터(Data) 또는 메세지를 데이터 단위(PDU)로 사용한다. 여기서 세션이란 데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결을 말한다.

계층 6: 표현 계층

표현 계층은 코드 간의 번역을 담당하며, 데이터(Data)를 데이터 단위(PDU)로 사용한다. 예를 들면 EBCDIC으로 인코딩된 문서 파일을 ASCII로 인코딩된 파일로 바꿔 주는 것, 혹은 데이터가 TEXT인지, GIF인지, JPG인지 구분하는 것 등이 표현 계층의 일이다.

계층 7: 응용 계층

응용 계층은 파일 전송, DB, 메일 전송 등 여러 응용 서비스를 네트워크에 연결해 주는 역할을 하며, 데이터(Data)를 데이터 단위(PDU)로 사용한다.

HTTP(웹 문서 요청 및 전송), SMTP(이메일 및 메시지 전송), FTP(파일 전송), DNS 등의 프로토콜이 이 계층에 포함된다.

TCP/IP 4계층

TCP/IP 4계층이란 OSI 7계층을 상업적이고 실무적으로 이용할 수 있도록 단순화한 모형이다.

참고:

• https://ko.wikipedia.org/wiki/OSI_%EB%AA%A8%ED%98%95
• https://snyung.com/content/2020-08-31–%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-%EA%B8%B0%EC%B4%88-osi-7-%EA%B3%84%EC%B8%B5%EA%B3%BC-tcp-ip-%EA%B3%84%EC%B8%B5/
• https://jhnyang.tistory.com/194
• https://velog.io/@sossont/%EC%BB%B4%EB%84%A4-%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-%EA%B3%84%EC%B8%B5Network-Layer-%EC%A0%95%EB%A6%AC