OSI 7 Layer 와 TCP/IP 4 Layer.
1. OSI 7계층의 계층별 역할
: 네트워크에는 여러 시스템이 혼재해 있기 때문에 데이터 전송시 표준이 정해지지 않으면 데이터의 무결성을 보장 할 수 없다. 그래서 ISO에서 네트워크 전송 시 데이터 표준을 위해 정립한 것이 바로 OSI 7계층이다. 7단계에서 1계층으로 내려가면서 각 계층에서 정해진 정보를 조합하여 네트워크를 통해 전송하고 데이터를 받는 호스트에는 반대로 1단계에서 7계층으로 헤더 정보를 참조하여 데이터를 얻게된다.
하지만 이 OSI 7계층은 권장하는 이론적인 표준일뿐 실제 네트워크에서는 7계층으로 정확하게 분리해서 사용하지 않는다. 실제로는 가장 많이 사용되는 계층 방식은 인터넷에서 사용되는 TCP/IP 4계층이다. 각 계층의 정보가 아래 단계로 가면 그 정보가 데이터가 되고 해당 단계의 헤더 정보가 붙으며, 다시 그 정보가 아래 단계로 내려가면 해당 단계의 데이터가 되고 다시 그 계층의 헤더 정보가 붙는 식으로 형성된다.
예를들면 실제로 인터넷에서 데이터 전송시 3계층의 헤더에 들어간 IP정보로 인터넷에서 데이터 전송시 3단계의 장비인 라우터에서 3단계 헤더 정보를 참조하여 라우팅 테이블에 등록된 라우팅 정보를 통해 해당 호스트 쪽으로 전송된다. 이때 아래 단계인 2, 1단계가 갱신되며 갱신되는 대표적인 데이터가 2단계의 헤더에 등록되는 MAC 주소이다.
◎ 7단계 중 상위 7, 6, 5단계는 응용 프로그램에 의해 구성되는 정보이며, 4, 3, 2 단계는 시스템 프로그램에 의해 구성된다. 이 시스템 프로그램은 4,3 단계 정보는 주로 OS가...그리고 2단계는 네트워크 디바이스 드라이버에 구성된다고 보면된다. 1단계는 당연히 실제 물리적인 장치에 의해 전달 됨을 의미한다.
응용 프로그램 구현시 시스템 프로그램 단계로 진입하는 시스템 콜인 소켓 처리 함수를 사용하는 것을 소켓 프로그래밍을 해 본 사람들이라면 다 알 것이다. 그리고 단계별로 생성된 헤더의 정보를 참조하면 패킷 분석도 가능해진다.
- 응용 계층(Application Layer)
; 응용 프로세스 네트워크에 연결 할 수 있게해서 자료를 송수신할 수 있는 인터페이스를 제공하는 계층이다. 쉽게 말하면 웹 브라우저와 같이 네트워크를 사용하게 해주는 프로그램으로 웹 서버나 이메일 송수신 해주는 역할을 한다고 생각하면 된다.
※ 해당 프로토콜 : HTTP, SMTP, FTP, Telnet, POP3 등...
- 표현 계층(Presentation Layer)
; 네트워크 통신을 하는 시스템(컴퓨터, 호스트) 사이의 데이터 표현의 차이를 해결하기 위해 (즉, 호환 가능하도록...) 자료의 형식을 변환 해주거나 공통의 형식을 제공해주는 역할을 하는 계층이다. 코드 인코딩(ASCII, BCD, EBCDIC)같은 언어 코드형식의 변환, 그래픽 정보나 영상 정보의 호환을 위해 각각 JPEG, MPEG 등으로 변환하는 것 뿐 아니라 네트워크 보안을 위해 암호화(인코딩) 전송, 해독(디코딩) 수신 한다던지 데이터의 압축과 해제 등을 바로 이 계층에서 맡고 있다.
- 세션 계층(Session Layer)
; 응용 계층 사이의 연결 설정 및 유지, 종료를 수행하는 계층이다. 응용 계층 단계에서 나온 데이터의 순서를 결정하여 아래 계층인 전송 계층으로 전송하고, 자료 점검 및 복구를 위해 동기 위치를 설정하는 역할을 한다.
- 전송 계층(Transport Layer) - 자료 단위 : 세그먼트 <Segment>
; 통신하는 컴퓨터 간에 자료를 전송하는 계층이다. 송신측에서는 전송할 데이터를 패킷(TCP/UDP 헤더 + 데이터)으로 분할하고, 수신측에서는 분할되어온 패킷을 다시 조합하여 본래의 자료(순수 데이터)로 만들어 상위 계층으로 전달한다.
※ 해당 프로토콜 : TCP, UDP
>> TCP 헤더 <<
>> UDP 헤더 <<
- 네트워크 계층(Network Layer) - 자료 단위 : 패킷 <Packet>
; 라우팅 프로토콜을 이용하여 최적의 전송 경로를 선택하고, 이 경로를 통해 자료를 전송하도록 해주는 계층이다. 이를 위해 IP 주소와 같은 논리 주소 체계와 지리적으로 떨어져있는 네트워크 상의 두 호스트 사이에 최종 목적지까지 정확하게 연결되도록 연결성을 제공한다. 이 단계의 주요 정보는 프로그램을 구분하는데 사용되는 포트 번호와 TCP 헤더의 경우 추가적으로 ACK, SEQ 값이다.
※ 해당 프로토콜 : IP
※ 해당 장비 : 라우터.
>> IP 헤더 <<
- 데이터 링크 계층(Data Link Layer) - 자료 단위 : 프레임 <Frame>
; 물리적인 전송 링크를 통해 자료를 안전하게 전송하는 계층이다. 네트워크 계층의 IP 주소가 논리 주소라면 데이터 링크 계층은 물리 주소라 할 수 있는 MAC 주소를 사용하여 인접한 시스템까지 자료를 안전하게 전송하여 최종 목적지까지 전송되도록 해준다. 데이터 링크 계층에서는 비트 단위의 논리 자료로 단위를 나누고 이 단위를 프레임이라 한다.
※ 해당 프로토콜 : ARP, RARP, ICMP
※ 해당 장비 : 스위치, 허브.
>> MAC 헤더 <<
- 물리 계층(Physicla Layer)
; 서로 연결하는 물리적인 링크의 활성화/비활성화, 링크 상태를 유지하기 위한 물리적 링크의 전기적, 기계적, 규약적, 명세를 정의하는 계층이다.
※ 해당 장비 : 리피터<신호 증폭기>
2. TCP/IP 4계층 (Internet) 별 역활.
- 응용 계층(Application Layer)
; OSI 7계층의 5(세션), 6(표현), 7(응용) 계층에 해당하며 HTTP, Telnet, FTP, SMTP 프로토콜을 사용하여 TCP/UDP 기반의 응용 프로그램을 구분할 때 사용한다.
- 전송 계층(Transport Layer)
; 통신 노드 간의 연결을 제어하고, 자료의 송수신을 담당하는 계층이다. (TCP-스트림 형태의 연결 지향 프로토콜, UDP-데이터그램 형식의 비연결형 프로토콜)
- 인터넷 계층(Internet Layer)
; OSI 7계층의 3(전송) 계층에 해당한다. 통신 노드간의 IP 패킷을 전송하는 기능과 라우팅 기능을 담당하는 계층이다. (IP-데이터그램 방식의 비연결형 프로토콜)
- 네트워크 엑세스 계층(Network Access Layer)
; OSI 7계층의 2(데이터링크), 1(물리) 계층에 해당한다. CSMA/CD, MAC 프로토콜(IEEE 802.3 MAC 표준), LAN, X.25, 패킷망, 위성 통신, 다이얼 업 모뎀등에 사용된다.
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