[Network] OSI 7계층

네트워크 - OSI 7계층: 계층별로 알아보는 네트워크의 동작

안녕하세요! 오늘은 네트워크에서 사용되는 OSI 7계층에 대해 자세히 알아보겠습니다. OSI 모델은 Open Systems Interconnection의 약자로, 네트워크 통신의 각 단계를 7개의 계층으로 나눈 모델입니다. 각 계층은 특정한 역할을 수행하며, 계층별로 독립적으로 동작하여 통신의 효율성과 안정성을 증가시킵니다.

1. 물리 계층 (Physical Layer)

물리 계층은 데이터를 전기적이거나 광학적인 신호로 변환하고, 전송 매체를 통해 실제로 전송하는 역할을 합니다. 전기적 신호로 변환된 데이터는 케이블, 허브 등을 통해 이동하게 됩니다. 대표적인 장비로는 허브, 리피터 등이 있습니다.

📌프로토콜

• Ethernet (이더넷): 유선 네트워크에서 가장 흔하게 사용되는 LAN 프로토콜. 데이터 프레임을 물리적인 신호로 변환합니다.
• USB (Universal Serial Bus): 주로 컴퓨터와 주변 장치 간의 연결에 사용되는 표준 인터페이스. 물리적인 연결과 데이터 전송을 담당합니다.

2. 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

데이터 링크 계층은 물리 계층을 통해 송수신되는 데이터의 오류와 흐름을 관리합니다. 이 계층에서는 프레임(Frame)이라는 단위로 데이터를 관리하며, 주소 값(MAC 주소)을 통해 특정 장치에게 데이터를 전달합니다. 대표적인 장비로는 스위치, 브릿지 등이 있습니다.

📌프로토콜

• MAC (Media Access Control): 네트워크 카드에 할당된 고유한 식별자. 프레임의 출발지와 목적지를 식별합니다.
• ARP (Address Resolution Protocol): IP 주소를 MAC 주소로 매핑하는 프로토콜. IP 주소로 통신하기 위해 해당하는 MAC 주소를 찾습니다.
• PPP (Point-to-Point Protocol): 점대점 연결을 제공하는 프로토콜. 주로 모뎀과 라우터 사이의 통신에 사용됩니다.

3. 네트워크 계층 (Network Layer)

네트워크 계층은 여러 개의 네트워크를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 합니다. 이를 라우팅(Routing)이라고 하며, IP 주소를 기반으로 데이터를 목적지까지 전달합니다. 라우터가 이 계층에서 동작하며, IP 프로토콜을 사용합니다.

📌프로토콜

• IP (Internet Protocol): 인터넷에서 데이터의 전달을 담당하는 프로토콜. IP 주소를 사용하여 목적지를 식별하고 경로를 선택합니다.
• ICMP (Internet Control Message Protocol): 네트워크에서 메시지를 전송하고 에러를 알리기 위한 프로토콜. 주로 ‘ping’과 ‘traceroute’ 등에 사용됩니다.
• OSPF (Open Shortest Path First): 라우팅을 위한 프로토콜. 네트워크에서 최적의 경로를 찾아주는 역할을 합니다.

4. 전송 계층 (Transport Layer)

전송 계층은 종단 간(End-to-End) 통신을 제공하며, 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당합니다. 데이터의 분할 및 조립, 흐름 제어, 오류 복구 등의 기능을 수행합니다. 대표적인 프로토콜로는 TCP(Transmission Control Protocol)와 UDP(User Datagram Protocol)가 있습니다.

📌프로토콜

• TCP (Transmission Control Protocol): 신뢰성 있는 연결 기반의 프로토콜. 데이터를 세그먼트로 분할하여 전송하고, 수신 측에서 재조립합니다.
• UDP (User Datagram Protocol): 신뢰성이 낮지만 빠른 데이터 전송을 제공하는 프로토콜. 실시간 응용 프로그램에 적합합니다.

5. 세션 계층 (Session Layer)

세션 계층은 양 끝단의 사용자 간에 통신을 관리하고 연결을 설정, 유지, 종료하는 역할을 합니다. 세션을 만들고 유지하는 동안 데이터 교환을 조정하며, 데이터의 동기화 및 복구를 담당합니다.

📌프로토콜

• NetBIOS (Network Basic Input/Output System): LAN에서 통신을 하기 위한 프로토콜. 주로 Windows 환경에서 사용됩니다.
• RPC (Remote Procedure Call): 원격 프로시저 호출을 통해 분산 환경에서 프로세스 간 통신을 지원하는 프로토콜.

6. 표현 계층 (Presentation Layer)

표현 계층은 데이터를 응용 계층에서 이해할 수 있도록 변환하거나, 응용 계층에서 받은 데이터를 네트워크를 통해 전송할 수 있도록 변환하는 역할을 합니다. 데이터의 압축, 암호화, 인코딩 등의 작업이 이루어집니다.

📌프로토콜

• JPEG (Joint Photographic Experts Group): 이미지 압축을 위한 표준 프로토콜. 디지털 이미지의 압축과 해제에 사용됩니다.
• SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security): 보안 통신을 위한 프로토콜. 웹에서의 안전한 데이터 전송을 지원합니다.

7. 응용 계층 (Application Layer)

응용 계층은 최종 사용자의 인터페이스를 제공하며, 사용자의 요청에 따라 서비스를 수행합니다. 이 계층에는 여러 응용 프로그램과 서비스가 포함되며, HTTP, FTP, SMTP 등의 프로토콜이 이용됩니다.

📌프로토콜

• HTTP (Hypertext Transfer Protocol): 웹 서버와 웹 브라우저 간의 통신을 위한 프로토콜. HTML 문서 전송에 사용됩니다.
• FTP (File Transfer Protocol): 파일 전송을 위한 프로토콜. 서버와 클라이언트 간 파일 전송을 지원합니다.
• DNS (Domain Name System): 도메인 이름과 IP 주소를 매핑하는 시스템. 도메인 이름을 IP 주소로 변환합니다.