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[Network]네트워크의 계층 구조(OSI 7계층, TCP/IP 4계층)

retto9522 2024. 11. 4. 13:55

OSI 7 계층

OSI 모델은 1984년 ISO가 만들었으며, 컴퓨터 간에 데이터를 주고 받는 과정을 7개의 계층으로 비유하여 설명합니다.

계층이 상세하게 나누어져 있어, 네트워크 통신이 일어나는 과정을 상세히 이해할 수 있는 기반을 제공합니다.

OSI 모델의 7 계층은 현실에서 일어나는 네트워킹과 완전히 대응되진 않지만, 특정 프로토콜(Protocol)이나 기술들이 OSI 모델에 기반하여 디자인되기도 합니다.

OSI 모델의 7계층

응용 계층(Application Layer) - 7 계층

  • 사용자와 가장 밀접한 계층으로 사용자와 직접적으로 상호 작용하며 인터페이스의 역할을 합니다.
  • 응용 프로세스 간 정보 교환을 담당합니다.
  • 웹 브라우저와 MS Ofiice 같은 응용 프로그램이 해당 계층에 속합니다.
  • 관련 프로토콜: HTTP, FTP, DNS, Telnet

 

표현 계층(Presentation Layer) - 6 계층

  • 데이터의 변환 작업(인코딩, 디코딩, 암호화, 코드 변환 등)을 하는 계층
  • 응용 계층의 데이터 표현에서 독립적인 부분을 나타냅니다.
  • 관련 프로토콜: ASCII, MPEG, JPEG, EBCDIC

 

세션 계층(Session Layer) - 5 계층

  • 응용 프로그램 간의 연결을 지원하는 계층
  • 사용자와 서버 간, 세션(Session)을 만드는 작업을 처리합니다.
  • 운영체제에 의해 세션 설정, 유지, 종료, 전송 중단 시 복구 등을 처리할 수 있습니다.
  • 관련 프로토콜: SSH, TLS

 

전송 계층(Transfer Layer) - 4 계층

  • 서비스를 구분하고 데이터의 전송 방식을 담당하는 계층
  • 포트(Port) 번호를 사용하여 최종 도착지인 프로세스까지 데이터가 도달하게 합니다.
  • 송신 데이터의 용량, 속도, 목적지 등을 처리합니다.
  • 종단 간(End-to-End)에 신뢰성 있고 정확한 데이터 전송을 담당합니다.
  • 관련 프로토콜: TCP, UDP, ARP

 

네트워크 계층(Network Layer) - 3 계층

  • 서로 다른 두 네트워크 간의 데이터 전송을 담당합니다.
  • 데이터에 논리적 주소인 IP 주소를 부여하고 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능(=라우팅)을 제공합니다.
  • 데이터를 연결된 다른 네트워크로 전달함으로써 인터넷이 가능하게 만드는 계층입니다.
  • 관련 프로토콜: IP, ICMP, IGMP

 

데이터 링크 계층(Data Link Layer) - 2 계층

  • 컴퓨터 간 신뢰성 있는 전송을 보장하기 위한 계층
  • 물리 계층의 오류를 검출하고 흐름을 관리합니다.
  • 데이터에 컴퓨터의 물리적 주소인 MAC 주소를 부여해서 출처를 알 수 있도록 합니다.
  • 동일한 네트워크 내에서 데이터 전송을 담당합니다. (Ethernet)
  • 물리적 매체에 패킷 데이터를 실어 보내는 계층으로 환경에 맞는 다양한 통신 프로토콜을 지원합니다.
  • 관련 프로토콜: MAC, PPP, HDLC

 

물리 계층(Physical Layer)

  • 네트워크의 하드웨어 전송 기술로 구성
  • 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용하여 통신 케이블로 데이터를 전송합니다.
  • 단지 데이터를 전달만 합니다.
  • 관련 프로토콜: Ethernet, RS-232C

 

계층 별 데이터 전송 단위

  • PDU(Protocol Data Unit): 각 계층에서 처리하는 데이터의 단위를 의미합니다. 이 PDU는 헤더와 페이로드(Payload)로 구성되어 있습니다.

계층 별 PDU

TCP/IP 4 계층

TCP/IP 모델은 1960년대 미국 국방부에 의해 만들어졌으며, 4개 혹은 5개의 계층으로 표현합니다. OSI 모델이 실무적으로 이용하기엔 복잡하기 때문에 더 실용적으로 간단한 모델로서 사용되고 있습니다.

TCP/IP는 현재 인터넷에서 컴퓨터들이 서로 정보를 주고 받는데 쓰이는 통신규약(프로토콜)의 모음입니다.

TCP/IP 모델의 4계층

응용 계층(Application Layer)

  • OSI 7 계층의 세션, 표현, 애플리케이션 계층이 이에 해당합니다.(5, 6, 7 계층)
  • 응용 프로그램들이 네트워크 서비스, 메일 서비스, 웹 서비스 등을 할 수 있도록 표준적인 인터페이스를 제공합니다.
  • TCP/IP 기반의 응용 프로그램을 구분할 때 사용합니다.
  • 관련 프로토콜: HTTP, FTP, Telnet, DNS, SMTP

 

전송 계층(Transport Layer)

  • OSI 7 계층에서 전송 계층에 해당합니다.
  • 데이터의 송수신을 담당하고 통신 노드 간의 연결을 제어합니다.
  • 네트워크 양단의 송수신 호스트 사이에서 신뢰성 있는 전송 기능을 제공합니다.
  • 관련 프로토콜: TCP, UDP

 

인터넷 계층(Internet Layer)

  • OSI 7 계층의 네트워크 계층에 해당합니다.
  • 논리적인 주소인 IP 주소를 이용한 노드 간 데이터 전송과 패킷의 전송 경로를 결정하는 라우팅 기능을 담당합니다.
  • 관련 프로토콜: IP, ARP, RARP, ICMP, OSPF

 

네트워크 접근 계층(Network Access Layer)

  • OSI 계층의 물리 계층과 데이터 링크 계층에 해당합니다. (1, 2 계층)
  • 운영체제의 하드웨어 적인 요소(네트워크 카드, 디바이스 드라이버)와 관련된 모든 것을 지원하는 계층입니다.
  • 물리적으로 데이터가 네트워크를 통해 어떻게 전송되는지 정의합니다.
  • 에러 검출 기능과 패킷의 프레임화 기능을 담당합니다.
  • 관련 프로토콜: Ethernet(이더넷), Token Ring, PPP

OSI 모델과 TCP/IP 모델 비교

OSI의 7 계층과 TCP/IP의 4 계층 비교

  • TCP/IP 프로토콜은 OSI 모델보다 먼저 개발되었습니다. 그러므로 TCP/IP 프로토콜의 계층은 OSI 모델의 계층과 정확하게 일치하지 않습니다.
  • 두 모델 모두 계층형이라는 공통점을 가지고 있으며 TCP/IP는 인터넷 개발 이후 계속 표준화 되어 신뢰성이 우수한 반면, OSI 모델은 표준이 되긴 하지만 실질적으로 구현되는 예가 없어 신뢰성이 저하되어 있습니다.
  • OSI 모델은 장비 개발과 통신 자체를 어떻게 표준으로 잡을지 사용되고, 실질적인 통신 자체는 TCP/IP 프로토콜을 사용합니다.

참고

https://ryusae.tistory.com/4

https://velog.io/@yun8565/OSI-7%EA%B3%84%EC%B8%B5%EA%B3%BC-TCPIP-4%EA%B3%84%EC%B8%B5