[네트워크] OSI 7 계층 (vs. TCP/IP 4 계층)

OSI 7 계층

 

OSI(Open Systems Interconnection) 모델은 ISO(International Standards Organization)에 의해 개발된 네트워킹 통신을 위한 표준 아키텍처. 이 모델은 네트워크 통신을 7개의 계층으로 분할하여 각 계층이 특정한 기능과 책임을 가지도록 설계됨. 계층화는 네트워크 설계를 단순화하고, 다양한 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 운용성을 향상시키는 데 도움을 줌.

 

이해하기 쉽게 단순화 시키면 이렇다. 클라이언트 1과 클라이언트2 (혹은 클라이언트와 서버도 동일한 매커니즘)가 서로 통신을 한다고 치자. 그러면 클라이언트 1이 응용 계층에서 어플리케이션을 사용해서 클라이언트 2에게 데이터를 보내면, 클라이언트 2가 해당 데이터를 받을텐데, 이게 어떻게 이뤄지냐면,

 

[클라 1] 응용 - 표현 - 세션 - 전송 - 네트워크 - 링크 - 물리 - 링크 - 네트워크 - 전송 - 세션 - 표현 - 응용 [클라 2]

 

의 순으로 데이터가 움직이는 것이다. 그렇게 생각하면 편하다. 그리고 각각의 계층에 대한 디테일을 앞으로 다룰 것이다.

osi 7 계층과 각 계층에서의 데이터 꼴

 

OSI 모델의 7개 계층 각각에 대한 설명:

 

1. 물리 계층 (Physical Layer)

• 기능: 물리적 매체를 통한 데이터의 전송을 담당. 데이터를 전기적 신호로 변환하여 케이블과 같은 전송 매체를 통해 보내는 역할을 함.
• 장비 예: 케이블, 리피터, 허브 등

2. 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

• 기능: 네트워크 상의 두 인접 시스템 간의 데이터 전송을 담당하며, 프레임 단위로 데이터를 처리. 오류 검출 및 수정, 흐름 제어를 수행.
• 장비 예: 브리지, 스위치

3. 네트워크 계층 (Network Layer)

• 기능: 다양한 네트워크를 통한 데이터의 라우팅(경로 결정) 및 전달을 담당. 패킷을 사용하여 데이터를 전송하고, IP 주소를 기반으로 패킷의 전송 경로를 결정.
• 장비 예: 라우터, 3계층 스위치

4. 전송 계층 (Transport Layer)

• 기능: 전체 메시지의 전송을 관리. 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하기 위해 포트 번호를 사용하여 통신을 관리하며, 오류 복구 및 흐름 제어를 수행.
• 프로토콜 예: TCP, UDP

5. 세션 계층 (Session Layer)

• 기능: 응용 프로그램 간의 통신 세션을 설정, 관리, 종료하는 역할을 함. 데이터 교환을 위한 논리적 연결을 설정하고 유지하며, 통신이 중단된 경우 복구하는 기능을 제공.

6. 표현 계층 (Presentation Layer)

• 기능: 데이터의 표현, 암호화 및 압축을 담당. 데이터를 네트워크에서 전송할 수 있는 형태로 변환하거나, 수신한 데이터를 응용 프로그램이 이해할 수 있는 형태로 변환.

7. 응용 계층 (Application Layer)

• 기능: 최종 사용자와 직접적으로 상호 작용하는 애플리케이션에 대한 서비스를 제공. 네트워크 소프트웨어 UI 및 API를 포함하여 파일 전송, 이메일, 데이터베이스 관리 등 다양한 네트워크 서비스를 제공.
• 프로토콜 예: HTTP, FTP, SMTP, DNS 등

 

그런데 사실 우리가 이론적으로 배울 때에는 위의 OSI 7계층을 배우지만, 실제로 실무에서 사용되는 건 TCP/IP 4계층이라는 아키텍처가 훨씬 더 빈번하게 사용된다고 한다.

 

 

TCP/IP 4계층

TCP/IP 모델의 4개 계층:

1. 응용 계층 (Application Layer):
   • OSI 모델의 응용 계층, 표현 계층, 세션 계층에 해당하는 기능을 포함함.
   • 네트워크 애플리케이션과 사용자의 상호작용을 처리하며, HTTP, FTP, SMTP, DNS 등의 프로토콜이 이 계층에서 작동함.
2. 전송 계층 (Transport Layer):
   • 데이터의 종단 간 전송을 책임지며, 주로 TCP(Transmission Control Protocol)와 UDP(User Datagram Protocol).
   • TCP는 신뢰성 있는 연결 지향적 데이터 전송을, UDP는 연결이 없는 빠른 데이터 전송을 제공함.
3. 인터넷 계층 (Internet Layer):
   • OSI 모델의 네트워크 계층에 해당하는 기능을 수행함.
   • 데이터 패킷의 라우팅과 전송을 담당하며, IP(Internet Protocol)를 포함하여 ICMP(Internet Control Message Protocol) 등의 프로토콜이 여기에 포함됨.
4. 네트워크 액세스 계층 (Network Access Layer):
   • OSI 모델의 데이터 링크 계층과 물리 계층에 해당하는 기능을 함.
   • 데이터의 실제적인 하드웨어 전송을 관리하며, 이더넷, Wi-Fi 등 다양한 기술이 이 계층에서 사용됨.

 

한 마디로, TCP/IP 4계층은 OSI 계층의 축약된 버전이라고 생각하면 된다. OSI 7계층에서 집중해야할 부분만 추려서, 일반적으로 많이 사용되는 전송계층의 TCP와 네트워크 계층의 IP를 채택한 모델인 것이다. 물론 실제 네트워크의 형태는 두 모델 모두와 조금 다르지만, 이해를 하는 데에 있어서 가장 이상적인 모델이라고 한다.