네트워크 정리 2. OSI 참조 모델 계층별 역할

1. 개요

1층 물리 (Physical Layer)

2층 데이터 링크 (DataLink Layer

3층 네트워크 (Network Layer)

4층 전송 (Tranfort Layer)

5층 세션 (Session Layer)

6층 표현 (Presentation Layer)

7층 응용 (Application Layer)

 

각 계층에서 어떤 역할을 담당하는지 정리할 것이다.

 

 

2. 정리

2-1. 기본 정리

OSI 7계층에선 Header 라는 것을 사용한다.

각 계층에선 필요한 Header를 씌우게 되고, 계층마다 이 과정을 반복하니 7개의 헤더가 씌여지게 된다.

 

A와 B가 통신하려 할 때, 송신측에선 7~1 계층 순서로 헤더를 씌우고, 수신측은 1~7 계층 순서로

헤더를 벗겨, 내용을 확인하게 된다.

 

한번에 A~B로 갈 수도 있지만, 거리가 멀 경우, 라우터(경로 설정하는 네비게이션 같은 역할)를 경유해서

전달된다.

 

이 경우, 라우터와 라우터 사이에선 하위 3계층 (Physical, DataLink, Network)의 헤더만 벗겨서 확인하고

다시 씌운 후, 다음 라우터로 전달된다.

 

우체국을 예로 들자면 서울에서 부산까지 편지를 보내면 대전, 대구 등 다른 우체국을 경유하게 된다.

그 과정에서 편지의 목적지를 확인하기 위해 어느 정도 확인을 하지만, 어떤 편지인지 내용물까지 확인하진

않는다.

 

우체국이 라우터, 하위 3계층의 역할이 다음 우체국으로 이동할 때, 그 목적지를 확인하는 과정이라

생각하면 된다.

 

 

 

2-2. 물리 계층 (Physical Layer)

물리계층의 역할을 정리하면

• 장치와 전송 매체간의 인터페이스 특성과 전송 매체 유형을 규정
• 비트 표현 방법 (부호화 유형)
• 데이터 전송 속도(bps) 확인
• 비트의 동기화 (송수신자간 클록)
• 회선 구성 (점대점, 다중점)
• 접속형태 규정 (mesh, star, ring, bus, tree)
• 전송 모드 (simplex, half-duplex, full-duplex)

 

간단하게 정리하면 송신측(A)에선 물리계층에 헤더를 붙이고, 수신측으로 보낸다.

 

수신측(B)에선 이 헤더를 벗겨서 해석한다. 그리고 남은 데이터를 2계층인 데이터링크 계층으로 보낸다.

여기선 알아듣기 편하게 물리계층에서 붙이는 헤더를 "헤더1" 이라 부를 것이다.

 

그리고 물리 계층에선 이 역할이 비트 단위로 이루어진다.

 

 

2-3. 데이터 링크 계층 (DataLink Layer)

데이터 링크 계층의 역할을 정리하면

• 프레임(Frame) 단위로 구성
• 물리 주소 지정 (송수신자 주소)
• 흐름 제어
• 오류 제어
• 접근 제어

송신측에선 데이터에 헤더2와 테일을 붙이고 물리 계층으로 보낸다.

테일이란 오류제어 기능을 하는 것이다. 그리고 이렇게 구성된 단위를 프레임(Frame)이라 부른다.

 

수신측에선 이미 자신의 물리계층에서 헤더1은 벗겨냈으니,  프레임에 있는 헤더2와 테일을 벗겨서 분석한다.

그리고 네트워크 계층으로 보낸다.

 

그리고 데이터 링크 계츠에선 프레임을 전달할 때 "Hop to Hop" 전달을 사용한다.

hop 이란 전송지와 송신지 사이의 경로의 한 부분을 말한다.

 

2-4. 네트워크 계층 (Network Layer)

네트워크 계층의 역할을 정리하면

• 패킷(Packet) 단위로 구성
• 패킷을 네트워크를 통하여 발신지에서 목적지까지 전달 책임
• 논리 주소 지정
• 라우팅 (패킷이 최종 목적지에 전다로딜 수 있도록 경로를 지정하거나 교환 기능 제공)

송신측에선 4층인 전송 계층에서 넘어온 데이터에 H3를 붙이고, 2층인 데이터 링크 계층으로 보낸다.

 

수신측에선 데이터 링크 계층에서 받은 패킷에서 헤더를 벗겨서 분석하고 전송 계층으로 보낸다.

 

그리고 네트워크 계층에선 "End to End" 전송을 하게 된다.

데이터 링크 계층에선 hop사이의 전송을 담당했지만, 네트워크 계층에선 수신측까지의 패킷 전송을 담당한다.

 

물리 계층의 시점에선 bit들 밖에 보이지 않고, 그걸 관리한다.

데이터 링크 계층 시점에선 프레임밖에 보이지 않고, 그걸 hop과 hop사이로 전송하는 것만 신경쓴다.

네트워크 계층에선 패킷을 전송지까지 보내는 역할을 담당한다.

 

 

2-5. 전송 계층 (Transport Layer)

• 발신지에서 목적지(end to end)까지 전체 메세지 전달 기능 제공
• 서비스 지점 주소(포트 주소) 지정
• 분할과 재조립 (Segmentation and Reassembly)
• 연결 제어 (Connection Control)
• 흐름 제어 (Flow Control)
• 오류 제어 (Error Control)

전송 계층에선 세그먼트(Segment) 라는 단위를 사용한다.

전송측에선 5층인 세션 계층으로부터 데이터를 받아서 세그먼트를 구성한다.

 

세그먼트란, 네트워크 계층에선 10메가짜리 메일을 보냈을 때, 1메가짜리 10개로 쪼갰다면, 그 중 하나만

본다고 뭘 말하고 싶은지 알 수 없다. 그래서 1메가짜리 10개를 모아서 메세지를 만든 게 세그먼트이다.

 

수신측에선 네트워크 계층에서 온 패킷들을 모아서, 세그먼트를 구성하고, 그걸 세션 계층으로 보낸다.

 

네트워크 계층에서도 end to end 전송을 했지만, 전송 계층에선 각각의 패킷이 아닌,

전체 프로세스 단위로 전송을 한다.

 

네트워크 계층이 Host to Host delivery 라면, 전송 계층은 Process to Process delivery 가 된다.

 

 

2-6. 세션 계층 (Session Layer)

• 통신 시스템간의 상호 대화 설정, 유지, 동기화 기능 제공
• 대화 제어 (반이중, 전이중)
• 동기화(검사점 추가)

마찬가지로 송신은 6층에서 데이터 받아서 헤더5 씌우고 4층으로 보내고, 수신측은 4층에서 받은 거에서

헤더5 벗겨서 분석하고 6층으로 보낸다.

 

 

2-7. 표현 계층 (Presentation Layer)

• 변환 (Translation)
• 암호화 (Encryption)
• 압축 (Compression)

송신측은 7층에서 데이터 받아서 헤더6 씌우고 5층으로 보낸다.

수신측은 5층에서 데이터 받아서 헤더6 벗겨서 분석하고 7층으로 보낸다.

 

 

2-8. 응용 계층 (Application Layer)

• 사용자나 소프트웨어를 네트워크에 접근 가능하도록 하는 기능 제공
• 네트워크 가상 터미널 (Network Virtual Terminal)
• 파일 접근, 전송 및 관리 (File Transfer, Access, Management)
• 우편 서비스 (Mail Service)
• 디렉토리 서비스 (Directory Service)

송신측은 유저가 프로토콜을 사용해서 데이터를 만들면, 거기다 헤더 7을 씌워서, 6층으로 전송

수신측은 6층에서 받아서 헤더 분석하면서, 프로토콜 분석해서 유저에게 보냄

 

 

2-9. 역할 정리

7층 Application : 네트워크에서 자원을 받기 위해, 접속을 허락하기 위해 사용

6층 Presentaion : 데이터를 번역, 암호화, 압축하기 위해 사용

5층 Session : 연결을 유지하거나 끊고, 동기화를 위해 사용

4층 Transport : Process to Process 전송으로 세그먼트를 보내고, 흐름, 오류제어를 위해 사용

3층 Network : 패킷을 보내기 위해 사용, Host to Host 전송

2층 DataLink : 프레임 단위로 Hop to Hop 전송하려고 사용

1층 Physical : 비트 전송용으로 사용