OSI(Open Systems Interconnection)계층

OSI$Open Systems Interconnection$계층은 OSI 7계층이라고도 한다.

컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인을 7개의 계층으로 구분한 것으로 통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악할 수 있다.

 

 

1. Physical Layer$물리 계층$: 실제 장치들을 연결하기 위한 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용하여 통신 케이블로 데이터를 전송.
   통신 단위는 비트$bit$이며 데이터를 전달만 함.
   대표적으로 허브, 리피터 등이 속해 있음.
2. Data link Layer$데이터 링크 계층$: Point to Point$점대 점$간 신뢰성 있는 전송$오류, 흐름관리$을 보장하기 위한 계층. 주소 값은 물리적으로 할당 받음(네트워크 카드가 만들어질 때 부터 맥주소가 정해져있다는 뜻)
   통신 단위는 프레임 예로는 이더넷을 들 수 있다.
   point-to-point 프로토콜 : HDLC, ADCCP
   근거리 네트워크용 프로토콜 : 패킷 스위칭 네트워크나 LLC, ALOHA
   대표적으로 스위치가 있다.$스위치를 통해 맥 주소를 가지고 1계층에서 받은 정보 전달.$
3. Network Layer$네트워크 계층$: 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능$라우팅$.
   경로 설정$Route$, 주소 부여$IP$, 경로에 따른 패킷 전달, 여러 개의 노드를 거칠 때 경로를 찾아주는 역할. 이 과정에서 Transport Layer가 요구하는 서비스 품질을 제공.
   - IP 계층 : TCP/IP 상의 IP계층은 IP주소 정의 및 IP패킷 전달, 라우팅을 담당
           하위계층인 데이터 링크 계층의 하드웨어적 특성에 상관없이 독립적 역할 수행
           주요 프로토콜 : IP$패킷의 전달$, ICMP$패킷 전달 에러보고 및 진단$, 라우팅 프로토콜$라우터간 라우팅 정보를 교환및 라우팅 테이블에 정보 등록$
   - IP 프로토콜 : TCP/IP 기반의 인터넷 망을 통하여 데이타그램의 전달을 담당하는 프로토콜로 IP계층에서 IP패킷의 라우팅 대상 및 IP주소 지정
             신뢰성및 흐름제어 기능이 전혀 없다.$신뢰성 확보를 위해서는 TCP같은 상위 트랜스포트 계층에 의존해야 함.$ ⇒ Best-Effort Service
             비 연결성 데이터그램 방식으로 전달되는 프로토콜 ⇒ Connectionless
             패킷의 완전한 전달$소실, 중복, 지연, 순서바뀜 등$을 보장하지 않음 ⇒ Unreliable
             IP 패킷 헤더 내 수신 및 발신 주소를 포함 ⇒ IPv4 헤더, IPv6 헤더, IP 주소
             IP 헤더 내 바이트 전달 순서 ; 최상위 바이트$MSB$를 먼저 보냄 ⇒ Big-endian
             TCP, UDP, ICMP, IGMP등이 IP데이타그램에 실려 전송
   이 계층에서 동작하는 스위치도 있다. 데이터를 연결하는 다른 네트워크를 통해 전달함으로서 인터넷이 가능케하는 원리다.
   대표적으로 라우터가 있다.
4. Transport Layer$전송 계층$: 통신을 활성화하기 위한 계층으로, 포트를 열어서 응용프로그램들이 전송을 할 수 있게 한다. 데이터가 왔다면 4계층에서 해당 데이터를 하나로 합쳐서 5계층에 던져 준다. 양 끝단$End to End$ 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해줌$오류검출, 흐름제어, 중복검사$. 상위 계층이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각할 필요가 없게 한다.
   특정 연결의 유효성을 제어하고, 일부 프로토콜은 상태 개념이 있고 연결기반이다.$패킷들의 전송의 유효 확인, 전송실패 패킷 재전송$
   대표적으로 TCP/UDP 프로토콜을 사용한다.
   TCP와 UDP 프로토콜 관련 내용은 아래 링크 참조
   https://jjomnoon-diary.tistory.com/11
5. Session Layer$세션 계층$: 데이터가 통신하기 위한 논리적 연결을 뜻함. 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공. 동시 송수신 방식$duplex$, 반이중 방식$half-duplex$, 전이중 방식$Full Duplex$의 통신과 함께, 체크 포인팅과 유휴, 종료, 다시 시작 과정 등을 수행. TCP/IP 세션을 생성 및 삭제하는 책임이 있다.
6. Presentation Layer$표현 계층$: 코드간의 번역을 담당. 입력 또는 출력되는 데이터를 하나의 표현 형태로 변환하여 상위계층의 부담을 덜어준다. MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작이 이 계층에서 이루어진다. 
7. Application Layer$응용 계층$: 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행한다.
   네트워크 소프트웨어 UI 부분, 사용자의 입출력$I/O$부분
   대표적으로 HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet 등과 같은 프로토콜이 있다.