OSI 7 계층

OSI(Open Systems Interconnection) 7계층은 네트워크 동작을 나누어 하나의 규약으로 통합한 모델입니다. 데이터 전송의 과정을 7단계로 나누어서 구성하고 있고 계층별로 프로토콜을 사용해서 구성 요소들을 모듈화하고 있습니다. OSI 7계층은 2가지 계층으로 나눌 수 있는데 1~4계층을 Data Flow 계층 또는 하위 계층이라고 하고 5~7계층을 Application 계층 또는 상위 계층이라고 나눌 수 있습니다. 다음으로 각 계층에 대한 설명입니다. 

 

먼저 1계층은 물리 계층입니다. 물리 계층은 전기 신호를 전달하고 전달 받는 물리적 연결에 관련되어 있습니다. 1계층에서는 들어온 전기 신호를 재생성해서 보내게 됩니다. 1계층의 장비로는 허브, 리피터, 케이블 등이 있습니다. 1계층에는 주소의 개념이 없기때문에 허브의 경우 전기신호를 받은 포트를 제외하고 모든 포트에 전기 신호를 보냅니다. 여기서 허브는 스위치 허브가 아닌 더미 허브입니다.

 

2계층은 데이터링크 계층입니다. 데이터링크 계층은 받은 전기신호를 데이터 형태로 처리합니다. 2계층에는 주소라는 개념이 있기 때문에 출발지와 도착지 주소 정보를 확인하여 처리가 가능합니다. 여기서 2계층의 주소 정보는 MAC 주소를 의미하고 2계층의 장비로는 네트워크 인터페이스 카드(랜카드), 스위치가 있습니다. 이 장비들이 연결된 케이블로부터 들어온 전기 신호를 데이터 형태로 만들고 들어온 MAC 주소 정보를 이용해서 자신의 MAC 주소와 일치하면 데이터를 처리하게 됩니다. 그리고 스위치는 연결되어 있는 장비들의 MAC 주소를 가지고 있다가 들어온 전기신호를 가공해서 MAC 주소를 보고 해당 MAC 주소를 가진 장비에 전기 신호를 보내주게 됩니다.

 

3계층은 네트워크 계층입니다. 3계층에서도 주소를 사용하는데 여기서 주소는 IP 주소를 말합니다. 결국 데이터 통신을 위해서는 2계층의 MAC 주소 3계층의 IP 주소를 사용하게 됩니다. IP 주소는 사용자가 수정하여 사용할 수 있으며 네트워크 주소와 호스트 주소로 나누어지게 되고 네트워크 주소를 보고 같은 네트워크인지 아닌지를 판단하게 됩니다. 3계층의 장비는 라우터가 있으며 IP 주소를 가지고 최적의 경로로 패킷을 전송해주게 됩니다.

 

4계층은 전송 계층입니다. 4계층에서는 데이터가 제대로 보내지는 지 확인합니다. 여기서 확인하는 것은 패킷이 순서가 바뀌거나 유실되는 것을 확인합니다. 이를 확인하기 위해서 시퀀스 번호와 ACK 번호를 사용합니다. 추가적으로 애플리케이션을 구분하기 위한 포트 번호도 사용합니다. 4계층의 장비는 로드 밸런서와 방화벽이 있습니다.

 

5계층은 세션 계층입니다. 5계층에서는 양쪽의 응용 프로세스의 연결을 담당합니다. 연결이 이루어지고 유지되도록 관리하고 작업 이후에는 연결을 끊는 역할을 담당합니다. 

 

6계층은 표현 계층입니다. 6계층에서는 표현 방식이 다른 애플리케이션 간에 통신을 돕기 위해 통일된 구문으로 변환하는 작업을 담당합니다. 인코딩, 암호화, 압축 등을 이용합니다.

 

마지막 7계층은 애플리케이션 계층입니다. 7계층에서는 애플리케이션, 프로세스를 정의하여 서비스를 제공합니다.애플리케이션의 대표적인 프로토콜로 FTP, SMTP, HTTP 등이 있습니다.

위 그림처럼 두 매체간에 데이터 전송을 위해서 OSI 계층을 거치게 됩니다. 데이터를 전송하면 응용 계층에서부터 시작해 물리 계층까지 내려가고 받은 쪽에서 물리 계층에서부터 응용 계층까지 올라가게 됩니다. 전송하는 쪽에서는 패킷을 캡슐화하여 보내게 되고 받는 쪽에선 캡슐화되어진 데이터에서 캡슐을 벗기게 됩니다. 이 과정을 인캡슐레이션, 디캡슐레이션이라 합니다. 

https://network-byte.com/data-encapsulation-and-decapsulation/