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OSI 7계층, TCP IP 4계층.md

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OSI 7계층과 TCP/IP 4계층

OSI 7계층 vs TCP/IP 4계층

  • TCP/IP 프로토콜은 OSI 모델보다 먼저 개발되었다. 그러므로 TCP/IP 프로토콜의 계층은 OSI 모델의 계층과 정확하게 일치하지 않는다.
  • 두 계층을 비교할 때 , 세션(Session)과 표현(presentation) 2개의 계층이 TCP/IP 프로토콜 그룹에 없다는 것을 알 수 있다.
  • 두 모델 모두 계층형 이라는 공통점을 가지고 있으며 TCP/IP는 인터넷 개발 이후 계속 표준화되어 신뢰성이 우수한 반면, OSI 7계층은 표준이 되기는 하지만 실제적으로 구현되는 예가 거의 없어 신뢰성이 저하되어있다.
  • OSI 7 계층은 장비 개발과 통신 자체를 어떻게 표준으로 잡을지 사용되는 반면에 실질적인 통신 자체는 TCP/IP 프로토콜을 사용한다.

OSI 7계층

  • Open Systems Interconnection Reference Model 7 Layer - 개방형 시스템 상호연결 참조 모델 7계층
  • 국제 표준화 기구(ISO)에서 개발한 통신에 관한 계층화 표준 모델

1계층: 물리 계층

  • 물리적인 장치의 전기적, 전자적 연결에 대한 명세
  • 디지털 데이터를 아날로그적인 전기적 신호로 변환하여 물리적인 전송이 가능케 한다.
  • 주소 개념이 없으며 물리적으로 연결된 노드간에 신호를 주고 받는다.
단위(PDU): 비트(Bit)
주요 프로토콜: X.21 , RS-232 등
주요 장비: 허브(HUB), 리피터(Repeater), 네트워크 카드(NIC: Network Interface Card) 등

2계층: 데이터 링크 계층

  • 인접한 노드간의 신뢰성 있는 데이터(단위 : 프레임) 전송을 제어(Nod-To-Nod Delivery)
  • 네트워크 카드의 MAC 주소를 통해 목적지를 찾아간다.
  • 신뢰성 있는 전송을 위해 흐름제어(Flow Control), 오류제어(Error Control), 회선제어(Line Control)을 수행한다.
단위(PDU): 프레임(Frame)
주요 프로토콜: HDLC, X.25, Ethernet, TokenRing, DFFI, FrameRelay 등
주요 장비: 브리지(Bridge), L2 Switch 등

3계층: 네트워크 계층

  • 종단간 전송을 위한 경로 설정을 담당한다. (End-To-End 혹은 Host-To-Host Delivery)
  • 호스트로 도달하기 위한 최적의 경로를 라우팅 알고리즘을 통해 선택하고 제어한다.
  • 종단간 전송을 위한 주소로 IP주소를 사용한다.
단위(PDU): 패킷(Packet)
주요 프로토콜: IP, ARP, ICMP, IGMP, RIP, RIP v2, OSPF, IGRP, EIGRP, BGP 등
주요 장비: 라우터 (Router), L3 Switch

4계층: 전송 계층

  • 종단간 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당한다. (End-To-End Reliable Delivery)
  • 종단(Host)의 구체적인 목적지(Process)까지 데이터가 도달할 수 있도록 한다. (Process-To-Process Communication)
  • Process를 특정하기 위한 주소로 Port Number를 이용한다.
  • 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 분할과 재조합, 연결제어, 흐름제어, 오류제어, 혼잡제어를 수행한다.
단위(PDU): 세그먼트(Segment)
주요 프로토콜: TCP, UDP
주요 장비: L4 Switch

5계층: 세션 계층

  • 응용 프로그램간의 논리적인 연결(세션) 생성 및 제어를 담당한다.
단위(PDU): 데이터(Data) 또는 메세지(Message)
주요 프로토콜: 해당사항 없음
주요 장비: 해당사항 없음

6계층: 표현 계층

  • 데이터 표현방식, 상이한 부호체계 간의 변화에 대해 규정한다.
  • 인코딩_디코딩, 압축_해제, 암호화/복호화 등의 역할을 수행한다.
단위(PDU): 데이터(Data)
주요 프로토콜: 해당사항 없음
주요 장비: 해당사항 없음

7계층: 응용 계층

  • 애플리케이션 프로세스를 정의하고 애플리케이션 서비스를 수행한다.
  • 네트워크 소프트웨어의 UI 부분이나 사용자 입,출력 부분을 저의하는 역할을 한다.
단위(PDU): 데이터(Data)
주요 프로토콜: TELNET, FTP, SMTP, HTTP 등
주요 장비: 해당사항 없음



TCP/IP 4계층

TCP/IP(Transmission Control Protocol_Internet Protocol)는 데이터가 의도된 목적지에 닿을 수 있도록 보장해주는 통신 규약이다. TCP/IP는 이름에서 알 수 있듯 TCP/IP에는 두가지 프로토콜로 이루어져 있으며 인터넷으로 디바이스를 연결하는 네트워크 프로토콜의 집합이며 개별적인 네트워크 프로토콜로 사용될 수도 있다. TCP/IP는 인터넷의 기본 통신 언어이다. 기본적으로 TCP/IP를 사용하면 한 컴퓨터가 데이터 패킷을 컴파일하고 올바른 위치로 전송하여 인터넷을 통해 다른 컴퓨터와 통신 할 수 있다.

프로토콜이란?
컴퓨터와 네트워크 기기가 상호간에 통신하기 위해서는 서로 같은 방법으로 통신해야 한다. 어떻게 상대를 찾고, 어떻게 상대에게 이야기를 시작하고, 어떤 언어로 이야기하며 어떻게 이야기를 종료할까와 같은 규칙을 결정할 필요가 있다. 위와 같이 서로 다른 하드웨어와 운영체제 등이 서로 통신을 하기위해 모든 요소에 규칙이 필요하다. 이런 규칙을 프로토콜이라고 부흔다

IP란?

“배송을 담당하는 IP” IP(Internet Protocol)는 계층으로 말하자면 네트워크 층에 해당된다. Internet Protocol이라는 과장된 이름이 지어져 있지만, 실제 이름 그대로 인터넷을 활용하는 거의 대부분의 시스템이 IP를 이용하고 있다. IP는 TCP/IP라는 명칭의 일부가 될 정도로 중요한 프로토콜이다. IP와 IP 주소를 혼동하는 사람이 있는데 IP는 프로토콜의 명칭이다. IP의 역할은 각각의 패킷을 상대방에게 전달하는 것이다. 상대방에게 전달하기까지 여러 가지 요소가 필요하다. 그 중에서도 IP 주소와 MAC 주소라는 요소가 중요하다. IP 주소는 각 노드에 부여된 주소를 가리키고 MAC 주소는 각 네트워크 카드에 할당된 고유의 주소이다. IP 주소는 MAC 주소와 결부된다. IP 주소는 변경 가능하지만 기본적으로 MAC 주소는 변경할 수 없다.

TCP란?

“신뢰를 담당하는 TCP”
TCP(Transfer Control Protocol)는 계층으로 말하자면 트랜스포트 층에 해당하는데, 신뢰성 있는 바이트 스트림 서비스를 제공한다. 바이트 스트림 서비스란 용량이 큰 데이터를 보내기 쉽게 TCP 세그먼트라고 불리는 단위 패킷으로 작게 분해하여 관리하는 것을 말하고, 신뢰성 있는 서비스는 상대방에게 보내는 서비스를 의미한다. 결국 TCP는 대용량의 데이터를 보내기 쉽게 작게 분해하여 상대에게 보내고, 정확하게 도착했는지 확인하는 역할을 담당하고 있다.

1계층: 네트워크 액세스 계층

OSI 7계층의 1,2계층

네트워크에 접속하는 하드웨어적인 면을 다룬다. 운영체제가 하드웨어를 제어하기 때문에 디바이스 드라이버와 네트워크 인터페이스 카드(NIC)가 이 계층에 포함된다. 그리고 케이블 등과 같이 물리적으로 보이는 부분(커넥트 등을 포함한 여러 가지 전송 매체)도 포함된다. 하드웨어적 측면은 모두 네트워크 액세스 계층의 역할이다.

2계층: 인터넷 계층

OSI 7계층의 3계층

인터넷 계층은 네트워크 상에서 패킷의 이동을 다룬다. 패킷이란 전송하는 데이터의 최소 단위이다. 이 계층에서는 어떠한 경로(절차)를 거쳐 상대의 컴퓨터까지 패킷을 보낼지를 결정하기도 한다. 인터넷의 경우라면 상태 컴퓨터에 도달하는 동안에 여러 대의 컴퓨터와 네트워크 기기를 거쳐서 상대방에게 데이터가 전송된다. 그러한 여러 가지 선택지 중에서 하나의 길을 결정하는 것이 네트워크 계층의 역할이다.

3계층: 전송 계층

OSI 7계층의 4계층

전송 계층은 응용 계층에 네트워크로 접속되어 있는 2대의 컴퓨터 사이의 데이터 흐름을 제공한다. 전송 계층에는 서로 다른 성질을 가진 TCP와 UDP 두 가지 프로토콜이 있다.

4계층: 응용 계층

OSI 7계층의 5,6,7계층

응용 계층은 사용자에게 제공되는 애플리케이션에서 사용하는 통신의 움직임을 결정한다. TCP/IP에는 여러 가지의 공통 애플리케이션이 준비되어 있다. 예를 들면, FTP와 DNS 등도 애플리케이션의 한 가지이다. HTTP도 이 계층에 포함된다.

계층 구조를 가지는 이유

계층 구조를 가짐으로써 데이터의 흐름을 각 구간별로 파악할 수 있다. 또한 각각의 계층의 다른 계층을 고려하지 않아도 되기 때문에 트러블슈팅과 설계가 용이해진다. 그리고 호환성 문제도 해결할 수 있다.

👩‍🏫 예상 질문

OSI 7계층과 그 존재 이유, TCP/IP 4계층에 대해 설명해보세요.

OSI 7계층은 네트워크 통신을 구성하는 요소들을 7개의 계층으로 세분화 한 것입니다. 계층을 나눔으로써 데이터의 흐름을 각 구간별로 파악할 수 있어 트러블슈팅과 설계가 용이해집니다.

OSI 7계층은 장비 개발과 통신 자체를 어떻게 표준으로 잡을지 사용되는 반면에 실질적인 통신 자체는 TCP/IP 프로토콜을 사용합니다.



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