[네트워크] OSI 7 계층

1. 계층화를 하는 이유 
통신 기능의 확장을 쉽게 하기 위해서 프로토콜을 7개의 계층으로 나누었다. 
계층구조는 상위 계층이 하위계층에게 서비스를 요청하면 하위 계층은 서비스를 실행하고 그 결과를 상위 계층에게 통보하는 개념이다. 

2. OSI (Open System Interconnection) 모델 
통신 기능을 7계층으로 분류하여 각 계층마다 프로토콜을 규정한 규격 

1계층 - 물리계층
두 시스템 간에 데이터를 전송하기 위해서 링크를 활성화하고 관리하는 전기적, 기계적, 절차적, 기능적 특성을 정의함. 
데이터를 전기 신호로, 전기신호를 데이터로 바꾼다.
-> 상위 계층에서 전송된 데이터를 물리 매체를 통해 다른 시스템에 전기적 신호로 전송한다. 
-> 송신측의 물리계층은 데이터 링크 계층에서 0과 1로 구성된 비트 데이터(프레임)를 받아서 전기적 신호로 변환한 후 전송 매체를 통하여 수신 측에 보낸다. 
-> 수신측의 물리 계층은 송신 측에서 받은 전기 신호를 0과 1로 구성된 비트열로 복원하여 수신 측의 데이터 링크 계층에 전송한다.  

2계층 - 데이터 링크 계층
물리적 링크를 이용하여 신뢰성 있는 데이터를 전송하는 계층. 
비트를 프레임이라는 논리적 단위로 구성. 전송하려는 데이터에 인접하는 노드의 주소가 더해진다. 주소는 전송되는 다음 노드의 주소가 된다. 
네트워크 계층에서 받은 데이터 단위 (패킷)을 프레임으로 구성하여 물리 계층으로 전송한다. 
데이터 전송을 위한 format 결정
데이터 전송을 위하여 media에 접근하는 방법 제공 
물리적인 주소 사용 -> MAC address 사용 
Error Detection 기능 제공 -> 패킷에 대한 오류 검출 
스위치, 브릿지, 스위치허브 

송신측은 물리계층에서 비트열로 변환된 데이터를 전기적 신호로 변환한다음, 전송한다.

 

수신측은 물리계층에서 받은 전기적 신호를 비트열로 복원한다.

3계층 - 네트워크 계층 
논리적인 주소를 사용. -> IP 주소, classful 주소 체계 도입 
데이터를 전송할 수신측의 주소를 찾는다.
수신된 데이터 주소를 확인하여 맞으면 전송계층으로 전송한다. 
상위계층에 연결하는데 필요한 데이터 전송과 경로 선택 기능을 제공한다. 
라우팅 프로토콜을 사용하여 최적의 경로를 선택한다. -> 다익스트라 최단 경로 알고리즘 기반 
데이터를 패킷 단위로 분할하여 전송한 후 재결합한다. 
패킷을 송신측에서 수신측으로 전달한다. 

4계층 - 전송 계층 
프로토콜(UDP, TCP)과 관련된 계층으로 오류 복구와 흐름 제어 등을 담당하며, 두 시스템 간에 신뢰성 있는 데이터를 전송. 
네트워크 계층에서 온 데이터를 세션 계층의 어느 어플리케이션에 보낼 것인지 판독하고, 네트워크 계층으로 전송할 경로를 선택 
네트워크 계층에서 전송한 데이터와 실제 운영체제의 프로그램이 연결되는 통신 경로 

5계층 - 세션 계층 
어플리케이션 계층 간에 통신을 제어하는 구조를 제공하려고 어플리케이션 계층 사이의 접속을 설정, 유지, 종료 시킨다. 
사용자와 전송 계층 간의 인터페이스 역할을 하며, LAN 사용자가 서버에 접속할 때 이를 관리하는 기능을 수행 
통신 장치 간의 설정을 유지하고 동기화하는 역할 
데이터의 단위 (메세지)를 전송계층으로 전송할 순서를 결정하고, 데이터를 점검 및 복구하는 동기 위치를 제공한다. 

6계층 - 표현 계층 
데이터 표현 차이를 해결하려고 서로 다른 형식으로 변환하거나 공통 형식을 제공하는 계층 
송신 측에서는 수신측에 맞는 형태로 변환한다. 
수신측에서는 어플리케이션 계층에 맞는 형태로 변환한다. 
그래픽 정보는 JPEG 형태로, 동영상은 MPEG형태로 변환하여 송수신하는 기능과 데이터 압축 및 암호화 기능 등을 제공. 


7계층 - 어플리케이션 계층 
사용자에게 정보를 입력받아 하위 계층으로 전달하거나 하위 계층에서 전송한 데이터를 사용자에게 전달
파일 전송, 데이터베이스, 원격 접속, 이메일 전송 등 응용 서비스를 네트워크에 접속시키는 역할.