OSI 7계층이란? (대표 프로토콜, 대표 장비, 전송 단위 등 포함)

이번 포스트는 OSI 7계층 에 대해 알아보겠습니다.

OSI 7계층은 컴퓨터나 네트워크를 공부하신다 하시는 분들이라면 한 번 이상은 들어본 이론입니다. 그만큼 네트워크에서 기초가 되는 이론이기도 하고, 그만큼 시험에도 자주 나오는 이론입니다.

 

OSI 7계층의 사전적 정의는 국제표준기구(ISO)에서 제시한 표준화된 네트워크 구조를 기본 모델로 정립, 이를 유사한 것들끼리 총 7개 계층으로 나눠 OSI 7계층으로 불립니다.

이 모델을 정립한 이유는 기준이 없어 네트워크 통신 과정상 생기는 여러가지 충돌 문제를 완화하고, 해결하기 위해 정립되었습니다. 예를 들어 네트워크 상에서 통신을 할 때 나는 7계층에서부터 1계층에서 부터 순서대로 조립해 정보를 보내는데, 상대방은 1계층에서부터 정보를 풀어나는 것이 아니라 1계층에서 풀었다 3계층에서 풀었다 하는 것처럼 막 중구난방으로 풀면 제대로 된 정보를 얻을 수 없거나 통신 자체가 성립되지 않기 때문에 장비나 부품을 만드는 제조사부터 응용 소프트웨어를 만드는 회사까지 일관되게 이 이론을 따라 설계하고, 제작하게 됩니다.

 

이 이론에 따르면 1계층은 물리, 2계층은 데이터, 3계층은 네트워크, 4계층은 전송, 5계층은 세션, 6계층은 표현, 7계층은 응용 계층입니다. 참고로 이 계층들을 서로 유사한 것들끼리 묶어 4계층으로 만든 TCP/IP 프로토콜도 있는데 이 부분에 대해서는 나중에 따로 알아보도록 하겠습니다.

(ⓒ 전설의 백호 집)

 위 자료는 1계층부터 7계층까지 대표 프로토콜과 대표 장비, 전송 단위를 표로 정리한 자료입니다. 여기서 대표 프로토콜 외에도 각 계층에 포함되는 프로토콜들이 있으니 필요한 부분에 대해서는 꼭 암기해 두시길 바라며, 5계층에서 7계층사이에는 별도의 장비가 있는 것이 아닌 소프트웨어적인 부분에서 동작하기 때문에 비어있는 점 참고바랍니다.

 

이제 각 계층에서의 역할을 간략하게만 설명해드리겠습니다.

 먼저 1계층인 물리 계층은 물리매체로 bit를 전송하는 계층으로, 1계층의 전송 단위는 bit가 사용됩니다. 참고로 여기서 말하는 물리매체란 여러분의 컴퓨터에 연결되어 있는 랜선(Ethernet)을 예시로 들 수 있으며, 이 외에도 RS-232나 RS-443 등이 포함됩니다. 

 2계층인 데이터(링크) 계층은 노드와 노드 사이 데이터 전달을 담당하는 계층으로 오류제어와 흐름제어를 수행하여 이전 계층인 물리 계층에서 발생하거나, 발생할 만한 오류를 찾습니다. 전송단위는 Frame이며, 스위치나 브릿지가 대표적 장비입니다.

 3계층인 네트워크 계층은 송신지에서 목적지까지 패킷을 전달하는 계층으로, 여러 개의 노드를 거칠 때마다 다음 노드까지의 경로를 찾아줍니다. 이 과정 중에서 라우팅이나 흐름 제어, 세그멘테이션, 오류 제어 등을 수행합니다. 대표적인 장비로는 라우터가 있고, Packet이 전송단위 입니다.

 4계층인 전송 계층은 종단에서 상위 계층에 있는 최종 수신 프로세스까지로 전달하는 역할을 수행하며, 이 과정에서 분할/재조립, 연결/흐름제어, 오류제어 등을 수행합니다. 대표적인 프로토콜로 TCP와 UDP 등이 있고 Segment를 전송 단위로 이용합니다.

 5계층인 세션 계층은 각 통신 프로세스 사이에서 대화제어 및 동기화를 수행하며, 동시 송수신 방식(duplex), 반이중 방식(half-duplex), 전이중 방식(Full Duplex) 등의 통신을 이용합니다. 해당 계층의 대표적인 프로토콜로는 SSH나 TLS 등이 존재하며, 5계층부터는 소프트웨어에서 구동되기 때문에 전송 단위로 Message를 이용합니다.

 

 6계층인 표현 계층은 데이터의 변환과 압축, 암호화를 담당하며, ASN.1(Abstract Syntax Notation 1)방식을 이용하여 전송측에서는 OSI 표준 표현 방식으로 변경하고 수신측에서는 자신의 시스템에 맞게 해석해주는 역할을 수행합니다. 따라서 대표적인 프로토콜은 우리가 사용하는 JPEG 같은 파일 확장자나 SMB 등이 있습니다.

 마지막 계층이자 7계층인 응용 계층은 사용자에게 서비스 제공하는 계층으로 실질적으로 우리가 마주 보는 계층이라고 할 수 있습니다. 따라서 사용자 인터페이스를 제공하고, 데이터베이를 제공하는 등 다양한 업무를 수행하며 대표 프로토콜로는 HTTP나 DNS, DHCP 등이 있습니다.

 

 여기까지 OSI 7계층에 대해 각 계층에서의 역할을 간단히 알아보고, 어떤 프로토콜이 각 계층에 있는지, 각 계층마다 어떤 전송단위를 사용하는지에 대해 간략히 서술해 드렸습니다. 앞으로는 여기서 언급했던 프로토콜 중 대표적인 프로토콜들에 대해 알아보고, 각 계층이 어떻게 구현되거나 서로 통신되는지에 대해 각 포스트를 통해 알아볼 예정이니 앞으로 해당 분야에 대해 공부하실 분들은 참고 바랍니다.

 

 

이상 이번 포스트에서는 ' OSI 7 계층'에 대해 알아보았습니다. 서두에 말한 것처럼 해당 이론은 네트워크에서 기반이 되는 이론이기 때문에 각 계층과 연관 프로토콜들을 꼭 암기하고 넘어가시길 바랍니다.

 

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1. [학습/IT] - 전송계층 프로토콜 중 TCP와 UDP 설명 (3 way handshake 포함)

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