[Network] OSI 7계층 정리

실무에서도 쓰이는 정말 중요한 개념이다.

 

정말 기본 중의 기본이라 생각되므로 아주 자세히 정리해보려 한다.

 

 

1. 물리계층

 - 전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 등 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의

 - 데이터를 전달만 할뿐 전송하려는(또는 받으려는)데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지 등에는 전혀 신경 쓰지 않는다. 

 - 리피터, 허브 

 - 데이터 단위 : 비트

 

cf) 

 - 허브 : 가까운 거리의 컴퓨터를 연결하는 장치 / 각 회선을 통합적으로 관리, 신호 증폭 기능을 하는 리피터 역할도 수행

 - 리피터 : 전송되는 신호가 원래의 형태와 다르게 왜곡되거나 약해질 경우 원래 신호 형태로 재생하여 다시 전송 (근접한 네트워크 사이에 신호 전송) - 전송 거리의 연장 또는 배선의 자유도 높이는 용도 

 

 2. 데이터 링크 계층

 - 두 개의 인접 개방 시스템들 간의 신뢰성있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있게 함.

( 브릿지나 스위치를 통해 맥주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달함.)

 - 흐름 제어, 프레임 동기화, 오류 제어, 순서 제어의 기능을 수행한다.

 - HDLC, LAPB, LLC, MAC, LAPD, PPP 등의 표준 사용

 - 브리지

 - 데이터 잔위 : 프레임

 - L2 스위치 : MAC 주소를 기반으로 프레임 전송 (동일 네트워크 간 연결만 가능)

cf)

브리지 : LAN과 LAN을 연결하거나 LAN안에서 컴퓨터 그룹을 연결함. MAC 계층에서 사용

 

3. 네트워크 계층 (주소 부여, 경로 설정)

 - 개방 시스템들 간의 네트워크 연결을 관리하고 데이터의 교환 및 중계 기능을 함.

    데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능(라우팅)

 - 네트워크 연결 설정, 유지, 해제 

 - 경로 설정, 데이터 교환 및 중계, 트래픽 제어, 패킷 정보 전송을 수행한다.

 - X.25, IP 등 표준

 - 라우터

 - 데이터 단위 : 패킷

 - L3 스위치 : (L2 + 라우터) IP 주소를 기반으로 패킷 전송 (서로 다른 네트워크 연결 가능)

 

cf)

라우터 : LAN과 LAN 사이 연결 기능에 데이터 전송의 최적 경로 선택 기능을 추가한 상태

 (네트워크 간 경로를 설정하고, 가장 빠른 길로 트래픽 전송 - NAT, VPN)

 - 서로 다른 LAN이나 WAN과의 연결을 수행한다.

 

3 - 1 :  IP계층 (TCP/IP)

 - TCP/IP 상에서 네트워크 주소(IP주소) 정의, IP 패킷의 전달 및 라우팅 담당

 - 데이터 링크 계층의 하드웨어적인 특성에 관계없이 독립적인 역할을 수행한다.

 - 프로토콜 : 

     - IP : 패킷 전달

     - ICMP : 패킷 전달 에러 보고 및 진단

     - 라우팅 프로토콜 : 네트워크 상 인터네트워킹을 위한 경로를 찾아준다.

 

  cf ) 

  IP 프로토콜 : TCP/IP 기반의 인터넷 망을 통하여 데이터그램의 전달을 담당하는 프로토콜

   - 기능 : IP계층에서 IP패킷의 라우팅 대상, IP 주소 지정

   - 비연결성 데이터그램 방식으로 전달되는 프로토콜   

   - 패킷의 완전한 전달(소실,중복,지연,순서바뀜 등이 없게함)을 보장 않음  

  - IP 패킷 헤더 내 수신 및 발신 주소를 포함  ☞ IPv4 헤더, IPv6 헤더, IP 주소

   - TCP, UDP, ICMP, IGMP 등이 IP 데이타그램에 실려서 전송

  

4. 전송 계층 

 - 논리적 안정과 균일한 데이터 전송 서비스 제공

    (전송 계층이 패킷들의 전송이 유효한지 확인하고 전송 실패한 패킷들을 다시 전송한다는 것)

    (데이터가 왔다면 4계층에서 해당 데이터를 하나로 합쳐서 5계층에 던져 준다.)

 - 통신을 활성화하기 위한 계층이고, TCP 프로토콜 사용하여 포트를 열어서 응용프로그램들이 전송할 수 있게 해준다.

 - 종단 시스템 간의 토명한 데이터 전송을 가능하게 함.

 - 종단 시스템간의 전송 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제 기능

 - 주소 설정, 다중화, 오류 제어, 흐름 제어

 - TCP, UDP 등의 표준

 - 게이트웨이

 - 데이터 단위 : 세그먼트 

 - L4 스위치 : (L3+로드밸런서) IP 주소 및 TCP/UDP를 기반으로 사용자들의 요구를 서버의 부하가 적은 곳에 배분하는 로드밸런싱 기능 수행

 

cf)

게이트웨이 : 전 계층의 프로토콜 구조가 다른 네트웨크의 연결 수행

   (LAN에서 다른 네트워크에 데이터를 송수신하는 출입구 역할)

 

 4 - 1 TCP 프로토콜

 - 양종단 호스트 내 프로세스 상호 간에 신뢰적인 연결지향성 서비스 제공

 - IP의 비신뢰적인 최신형 서비스 + 신뢰적인 연결지향성 서비스 제공

 - 신뢰적인 전송 보장

   (패킷 손실, 중복, 순서바뀜 등이 없도록 보장 TCP 하위계층인 IP 계층의 신뢰성 없는 서비스에 대해 다방면으로 신뢰성을 제공)

 - 연결지향적 (Connection-oriented)     

   (같은 전송계층의 UDP가 비연결성(connectionless)인 것과는 달리, TCP는 연결지향적)

 

 4-2 UDP 프로토콜 

  - 신뢰성이 낮은 프로토콜로써 완전성을 보증하지 않으나, 

  - 가상회선을 굳이 확립할 필요가 없고 유연하며 효율적 응용의 데이터 전송에 사용

  - 비연결성이고, 신뢰성이 없으며, 순서화되지 않은 Datagram 서비스 제공 

  - 실시간 응용 및 멀티캐스팅 가능

  - 헤더가 단순