[Network] OSI 7계층과 TCP/IP 4계층

1. 정의

 

- OSI 7계층

OSI 모형. Open System Interconnection Reference Model

컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 7단계로 나누어 설명한 것

 

- TCP/IP 4계층

TCP는 신뢰성 있는 정보를 전달할 때, IP는 빠르게 전달할 때 사용됨

둘을 묶어서 TCP/IP라고 부르고, 신뢰성 있는 정보를 빠르게 전달할 수 있음

 

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2. 7계층을 나눈 이유

• 통신을 일어나는 과정을 단계별로 파악할 수 있음
• 7단계 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비 및 소프트웨어를 건들이지 않고도 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있음

 

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3. OSI 7계층 단계와 TCP/IP 4계층 단계

요약

• 7계층(응용 계층): 사용자와 직접 상호작용하는 응용 프로그램들이 포함된 계층
• 6계층(표현 계층): 데이터의 형식을 정의하는 계층
• 5계층(세션 계층): 컴퓨터끼리 통신을 하기 위해 세션을 만드는 계층
• 4계층(전송 계층): 최종 수신 프로세스로 데이터의 전송을 담당하는 계층
• 3계층(네트워크 계층): 패킷을 목적지까지 가장 빠른 길로 전송하기 위한 계층
• 2계층(데이터링크 계층): 데이터의 물리적인 전송과 에러 검출, 흐름 제어를 담당하는 계층
• 1계층(물리 계층): 데이터를 전기 신호로 바꾸어주는 계층

 

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7계층 - 응용 계층 Application Layer

• 정의: 사용자와 직접 상호작용하는 응용 프로그램들이 포함된 계층
• 역할: 사용자에게 서비스를 제공함
• 예: 네트워크 소프트웨어 UI 부분, 사용자의 입출력(I/O)부분
• PDU 단위: Data
• 프로토콜 

TCP	HTTP (80)와 HTTPS (443)	- 브라우저에서 보는 것 담당 - HTTP: 데이터가 평문으로 전송됨 - HTTPS: 데이터가 암호화되어 전송됨
	FTP (20, 21)	- 파일 전송 시 사용 - 21번 포트를 많이 사용함
	SMTP (25)	- 메일 전송 시 사용
	telnet (23)와 SSH (22)	- 외부에 있는 컴퓨터를 사용할 수 있게 함 - telnet: 데이터가 평문으로 전송됨 - SSH: 데이터가 암호화되어 전송됨. 많이 사용함
UDP	DNS (53)	- Domain Name System - 사람이 읽을 수 있는 도메인 이름을 머신이 읽을 수 있는 IP로 변환
	SNMP (161, 162)	- 네트워크 장비 관리
	DHCP (67)	- IP 주소를 자동으로 할당함

• 장비
  • L7 스위치: 보안 장비(방화벽)로 사용됨

 

HTTP와 HTTPS가 궁금하다면? ↓ ↓

2024.05.29 - [Computer Science/Network] - [Network] HTTP와 HTTPS

 

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6계층 - 표현 계층 Presentation Layer

• 정의: 데이터의 형식을 정의하는 계층
• 역할
  • 코드 간의 번역을 담당함
    👉 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어줌
  • 압축/인코딩/암호화/복호화 등을 수행함
• PDU 단위: Data
• 장비: X

 

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5계층 - 세션 계층 Session Layer

• 정의: 컴퓨터끼리 통신을 하기 위해 세션을 만드는 계층
• 역할
  • 데이터가 통신하기 위한 논리적인 역할을 담당
  • 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류 복구 명령들을 일괄적으로 다룸
    👉 TCP/IP 세션 설정, 유지, 종료, 전송 중단 시 복구
• PDU 단위: Data
• 장비: X

 

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4계층 - 전송 계층 Transport Layer

• 정의: 최종 수신 프로세스로 데이터의 전송을 담당하는 계층
• 역할
  • 최종 목적지로 데이터 전송
  • 포트를 열어서 응용 프로그램들이 전송할 수 있게 함
  • 양 끝단의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해줌
    👉 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않게 해줌
• PDU 단위: Segment(Header + Data)
• 프로토콜
  • TCP - 연결지향형 프로토콜
  • UDP - 비연결형 프로토콜
• 장비
  • L4 스위치: 부하를 분산하는 로드 밸런싱 역할

 

TCP와 UDP가 궁금하다면? ↓↓

2024.05.30 - [Computer Science/Network] - [Network] TCP와 UDP

 

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3계층 - 네트워크 계층 Network Layer

• 정의: 패킷을 목적지까지 가장 빠른 길로 전송하기 위한 계층
• 역할
  • 패킷을 목적지까지 가장 빠른 길로 전송(라우팅)
  • 경로를 선택(Route)하고, 주소(IP)를 정하고, 경로에 따라 패킷을 전달
  • 여러 개의 노드를 고칠 때마다 경로를 찾아주는 역할
• PDU 단위: Packet(Header + Segment)
• 프로토콜

IP	빠르게 전달하기 위해 주소값이 들어가 있음
ICMP	패킷 전달 에러의 보고 및 진단
IGMP	멀티태스킹 관련. 여러 장치가 하나의 IP 주소를 공유해 모두 동일한 데이터를 수신할 수 있게 함
ARP	IP주소를 MAC 주소로 변환 - MAC address: network card의 고유한 주소
RARP	ARP의 반대 과정. MAC 주소를 IP 주소로 변환함

• 장비
  • 라우터(L3 스위치. 기업형 공유기): 외부로 빠르게 나가기 위한 장치. 경로 설정. L2 스위치에 MAC주소+IP주소가 같이 있는 스위치

 

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2계층 - 데이터 링크 계층 DataLink Layer

• 정의: 데이터의 물리적인 전송과 에러 검출, 흐름 제어를 담당하는 계층
• 역할
  • 데이터의 물리적인 전송과 에러 검출, 흐름 제어
  • 브리지나 스위치를 통해 MAC 주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달함(프레임에 MAC 주소 부여)
  • 트레일러(패킷 끝에 추가되는정보)를 추가해서 데이터를 캡슐화
• PDU 단위: Frame(Header + Packet)
• 프로토콜: Ethernet (이더넷), ATM
• 장비
  • L2 스위치(스위칭 허브): 똑똑이 허브. 누구에게 데이터를 전송할지 구분하여 필요한 곳에만 전송. 집선 장치
  • 브리지: 연결하는 역할

 

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1계층 - 물리 계층 Physical Layer

• 정의: 데이터를 전기 신호로 바꾸어주는 계층
• 역할
  • 데이터를 전기 신호로 변환
  • 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지 신경 쓰지 않고 데이터를 전송하는 역할만 함
• PDU 단위: bit
• 프로토콜: Ethernet (이더넷), ATM
• 장비
  • NIC (Network Interface Card): 랜카드
  • 허브(L1 스위치): 더미 허브라고도 불림. 직선 장치의 역할을 하며 모두에게 데이터를 보냄
  • 리피터: 증폭기
  • 케이블: 통신 선로

 

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출처

 

https://www.youtube.com/watch?v=66lp--WeGpc

https://www.youtube.com/watch?v=w903b3QLkrQ&t=729s

https://shlee0882.tistory.com/110

https://lu-coding.tistory.com/29

https://blog.naver.com/bizblocklll/222152306690