1. OSI 7 Layer란?
- OSI 모형(Open System Interconnection Reference Model: 개방형 시스템 상호연결 참조 모델)은 국제 표준화 기구(ISO)에서 개발한 모델로 서로 다른 시스템간의 통신을 허용하기 위해 만들었다. 이 모델은 네트워크에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나누었는데 그 이유는 통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악할 수 있고, 문제가 발생하면 해당 계층만 고치면 되기 때문이다.
2. OSI 7 Layer 구조
1) 7단계 - Application Layer(응용 계층)
: 사용자가 특정 Application을 이용하여 데이터를 입력하고 가공하는 계층
- 특징
사용자와 가장 밀접한 계층으로 인터페이스 역할
응용 프로세스 간의 정보 교환을 담당
- 예시(편지를 보내는 상황)
컴퓨터 이용 시 사용자가 원하는 데이터를 요청할 때 사용되는 플랫폼을 Application이라고 한다. 우리가 편지를 보내는 상황이라면 우리가 전달하고자 하는 글은 편지지에 써있게 되는데 여기서 편지지가 Application이라고 할 수 있다.
2) 6단계 - Presentation layer(표현 계층)
: 입 출력되는 데이터를 표현형태로 전환하는 역할을 하는 계층으로 송신할 때는 컴퓨터가 관리하는 방식으로 데이터를 변환하고 수신 받을 때는 유저가 볼 수 있는 방식으로 데이터를 변환시킨다. 이 과정에서 데이터의 인코딩, 디코딩, 암호화, 코드변환 등을 수행한다.
※ 인코딩(encoding) 또는 부호화는 컴퓨터를 이용해 영상, 이미지, 소리 데이터를 생성할 때 데이터의 양을 줄이기 위해 데이터를 코드화하고 압축하는 것이다. 정보의 형태나 형식을 표준화, 보안, 처리 속도 향상, 저장 공간 절약 등을 위해서 다른 형태나 형식으로 변환하는 것이다.
※ 디코딩(decoding) 또는 복호화는 부호화(encoding)된 정보를 부호(code)화되기 전으로 되돌리는 처리 혹은 그 처리 방식을 말한다.
- 예시(편지를 보내는 상황)
| <편지지> One, two, three, four 사진.jpg |
위의 편지를 보는 사람이 중국어를 읽는 것처럼 읽거나, 사진인지 모르고 동영상(.avi)이라고 해석해서 받으면 문제가 생길 수 있다. 이처럼 서로 다른 시스템이 통신하는데 수신 측에서도 문제없이 데이터를 받아야 되기 때문에 내가 보내는 데이터를 상대방도 알 수 있는 공통된 표준형식에 맞춰 변형해서 보내야 한다(여기에 인코딩, 디코딩, 암호화, 압축 등이 더해진다). 그래야 상대방도 표준형식에 따라서 구조를 확인하고 내 컴퓨터 상황에 맞는 언어로 다시 표현해서 보내준다.
3) 5단계 - Session Layer(세션 계층)
: 연결에 대해서 관장하는 계층으로 통신 장치 간 상호작용 및 동기화를 제공하며 연결 세션에서 데이터 교환과 에러 발생 시의 복구를 관리한다.
- 예시(편지를 보내는 상황)
전화처럼 쌍방으로 동시에 받을 지, 무전기처럼 한 쪽씩 서로 번갈아 가면서 주고 받을지, 일방적으로 받기만 할 건지 결정하는 과정이라고 생각하면 쉽다. 이를 다른 말로 논리적인 통신 회선을 만든다고 하는데 이런 회선에 대한 생성(Create), 유지(Established), 종료(Closed)등의 관리를 담당하는 계층이 5단계 세션 계층이다.
4) 4단계 - Transport Layer(전송 계층)
: 신뢰성 있고 정확한 데이터 전송을 담당하는 계층으로 송신자와 수신자 간의 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송하기 위하여 오류검출 및 복구, 흐름제어와 중복검사 등을 수행한다. 그리고 데이터 전송을 위해서 Port 번호를 사용하며, 대표적인 프로토콜로 TCP와 UDP가 있다.
- 예시(편지를 보내는 상황)
| <편지지> From. ?? To. ?? |
지금까지 편지만 작성했기 때문에 이것을 누가 보냈는지 누가 받는지 알아야 한다. 그래야 받는 사람이 그 내용을 보고 ‘어떤 사람이 썼으니깐 이런 내용이구나’라고 상황을 이해할 수 있다. 그래서 여기에 꼬리표를 달아주는데 이를 Port Number라고 한다.
| <편지지> From. 9999 => 통신에서 9999는 보내는 쪽의 Applicatio To. 443 443은 받는 쪽의 Application |
전송 계층에서는 받을 대상을 명시해야 하고 TCP와 UDP에 대해서 정의해야 한다. TCP와 UDP는 데이터를 보내는 쪽에서 수신 측이 온전한 데이터를 받을 수 있게 해야 하는 책임을 질 것인지 아닌지에 대한 이야기다. 중요한 데이터인데 수신 측에서 온전하게 받지 못했다면 보낸 사람에게 다시 보내달라고 해야 하는데 이를 TCP라 한다. UDP는 수신 측이 잘 받던 못 받던 보낸 쪽에서는 그냥 보내고 책임이 없다고 이해하면 쉽다.
요약하면 TCP와 UDP를 편지에 비유하면 일반 우편과 등기 우편이 되겠고 이를 결정하면 보내는 쪽 이름과(From. 9999) 받는 쪽 이름(To. 443) 즉, Port Number를 적는 과정이 전송 계층에 해당된다. 그럼 이 편지를 어디로 보내야 할까? 그 where를 결정하는 일을 3계층에서 하게 된다.
5) 3단계 - Network Layer(네트워크 계층)
: 경로 설정과 도착지 주소를 표현하는 계층
- 예시(편지를 보내는 상황)
253, Pangyo-ro, Bundang-gu, Seongnam-si, Gyeonggi-do, Republic of Korea
편지지에 위와 같이 주소를 적었다고 생각하면 경기도를 통해 성남시, 분당구를 거쳐 최종 목적지가 판교로 253이라는 것을 알 수 있다. 여기서 주소는 편지가 어느 경로를 통해서 움직여야 하는지에 대한 내용을 담고 있는데 이를 통신에서는 IP(Internet Protocol)주소라고 한다.
6) 2단계 - Data Link Layer(데이터링크 계층)
: 물리적인 연결을 통하여 인접한 두 장치 간의 신뢰성 있는 정보 전송을 담당하는 계층
- 예시(편지를 보내는 상황)
지금까지 편지를 보내는 상황을 보면 주소도 알고 상대방 이름도 안다. 그래서 아파트 앞에 왔는데 모르는 것이 있다. 바로 몇 동인지 몇 호인지에 대한 정보이다. 데이터링크 계층은 바로 이 정보를 담고 있으며 통신에서는 이 정보를 MAC(Media Access Control)주소라고 한다.
7) 1단계 - Physical Layer(물리 계층)
: 디지털 신호를 전기 신호로 전송하는 계층이다. 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해 데이터를 전송하는데 데이터는 0과 1의 비트열, 즉 On, Off의 전기적 신호 상태로 이루어져 전달된다.
● Encapsulation
7개의 층을 내려오면서 각각의 데이터를 합치는 과정
● Decapsulation
예시 - 편지를 받았을 때 확인하는 여러 절차
편지가 우리 집으로 온 것이 맞는지, 몇 동 몇 호로 온 건지 확인(2계층, MAC Address 확인)
101동 101호는 너무 많기 때문에 이 주소로 온 것이 맞는지 확인(3계층, IP Address 확인)
수신자 이름 확인, 등기 우편 또는 일반 우편인지 확인(4계층, Port Number, TCP, UDP 확인)
우편으로 왔으면 우편으로 보내야 하고, 무전기로 왔으면 무전기로 보내야 함(5계층)
편지를 열어서 확인, 숫자나 사진이 있다면 이걸 해석할 수 있느냐의 여부(6계층)
편지지를 읽고 사람의 눈을 통해 받아들이고 뇌가 해석하는 과정(7계층, 응용프로그램 계층에서 사용자가 이해할 수 있는 화면으로 표현)
<참고>
[네트워크] OSI 7 계층 (OSI 7 LAYER) 기본 개념, 각 계층 설명
네트워크의 기초 OSI 7 계층
velog.io
https://www.youtube.com/watch?v=aTPy201F0AA
