[Network] 네트워크 모델(1)- OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델

네트워크 모델

컴퓨터 네트워크 시스템에서 데이터 전송과 라우팅을 제어하는데 사용되는 구조 또는 체계를 의미한다. 네트워크 모델은 일반적으로 물리적인 네트워크 구성과 프로토콜을 설계하는 데 사용된다. 다양한 네트워크 모델이 존재하지만, 대표적으로 OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델과 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 모델이 있다.

 

OSI(Open Systems Interconnection) 7계층

 

ISO(국제 표준화 기구) 제안한 컴퓨터 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 추상적 모델이다. 각 계층은 다른 계층과 통신하기 위한 특정한 기능을 담당한다. 또한 각 계층을 분리해 독립적인 역할을 수행한다. 그렇기 때문에 문제 발생시 어떤 계층에 어떤 수행 문제가 생겼는지도 직관적인 파악도 가능하다. 각 계층은 하위계층을 사용하고 현계층의 기능을 포함하여 상위 계층에 제공한다. 

 

장점

1. 표준화된 모델 : OSI 모델은 국제 표준화 기구에서 정의하였으며, 네트워크에서 사용되는 다양한 프로토콜과 기술들이 이 모델에 따라 설계됩니다. 이를 통해 다양한 기술이 호환성을 가질 수 있다.
2. 계층 구조 : 각 계층이 독립적인 기능을 수행하며, 다른 계층과의 인터페이스를 통해 통신한다. 이로 인해 네트워크 설계와 유지보수가 용이해지며, 문제가 발생했을 때 해당 계층만 수정 보완 하면 된다.
3. 캡슐화 : 데이터를 계층별로 나누어 전송함으로써 보안과 오류 처리가 용이해진다. 데이터는 상위 계층에서 하위 계층으로 내려가면서 헤더와 트레일러를 추가하여 캡슐화된다. 이를 통해 데이터의 안전성과 신뢰성을 보장한다.

 

캡슐화

OSI 모델에서 중요한 개념 중 하나인 캡슐화는 데이터를 상위 계층에서 하위 계층으로 전달하는 과정에서 발생하는 것으로, 각 계층에서 헤더와 트레일러를 추가하여 새로운 데이터 패킷을 만드는 것을 의미한다. 이렇게 만들어진 패킷은 상위 계층에서 생성된 데이터와 함께 하위 계층으로 전달되며, 하위 계층에서는 패킷의 헤더와 트레일러를 제거하고 상위 계층으로 전달된다.

캡슐화를 통해 데이터는 계층별로 분리되어 처리된다.따라서 각 계층은 자신의 기능에만 집중하면 되며, 문제가 발생했을 때 해당 계층에서만 수정하면 되기 때문에 유지보수와 확장성에 매우 유리하다.

 

각 계층의 역할

1. 물리 계층(Physical layer):
   1. 데이터를 전송하는 물리적인 매체와 데이터의 전송 방식을 정의한다.
   2. 케이블, 허브 등이 이 계층에 속한다.
2. 데이터 링크 계층(Data link layer):
   1. 데이터를 물리적인 매체를 통해 전송하고, 에러를 감지하고 수정한다.
   2. 오류 제어와 흐름 제어를 수행하며, 물리 계층에서 받은 데이터를 프레임 단위로 나누고 주소와 제어 정보를 추가하여 프레임을 만든다.
   3. 스위치, 브리지 등이 이 계층에 속한다.
   4. 물리주소인 MAC주소도 이 계층에 속한다.
3. 네트워크 계층(Network layer):
   1. 우리가 잘 아는  IP주소를 제공하는 계층이다.
   2. 전송 단위인 패킷의 전송 경로를 설정하고, 라우팅과 흐름 제어를 수행한다.
   3. 다양한 경로 중 가장 효율적인 경로를 선택하여 데이터를 전송한다.
   4. 라우터 등이 이 계층에 속한다.
4. 전송 계층(Transport layer):
   1. 데이터를 송수신하는 양 끝단의 애플리케이션 간의 연결을 설정하고, 에러를 검사합니다.
   2. 데이터를 안정적으로 전송하기 위해 오류 제어와 흐름 제어, 그리고 데이터 분할과 재조립을 수행한다.
   3. TCP, UDP 프로토콜 등이 이 계층에 속한다.
5. 세션 계층(Session layer):
   1. 통신 상대 간의 세션을 설정하고 유지합니다.
   2. 두 시스템 간의 대화 제어, 동기화 등을 담당합니다.
   3. RPC, Socket 등이 이 계층에 속한다.
6. 표현 계층(Presentation layer):
   1. 데이터의 표현 방법을 정의하고, 데이터를 압축, 암호화, 변환 등의 처리한다.
   2. MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작이 이 계층에서 이루어진다.
7. 응용 계층(Application layer):
   1. 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행한다. 즉 ,사용자나 응용 프로그램이 직접 접근하는 계층이다.
   2. HTTP, FTP, SMTP 등의 프로토콜이 이 계층에 속한다.

 

 

https://ko.wikipedia.org/wiki/OSI_%EB%AA%A8%ED%98%95

OSI 모형 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

https://velog.io/@dyllis/OSI-7%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EC%A0%95%EB%A6%AC