OSI 7계층 기본 개념 알아보기

OSI 모델이란?

네트워크 통신 기능을 7개의 계층으로 나누는 개념적 프레임워크를 '오픈 시스템 상호 연결(OSI) 모델'이라고 한다. 주요 기능에 따라 각 시스템 구성 요소의 운영 계층을 분리할 수 있다. 네트워크 통신 개발을 표준화하기 때문에 사람들이 시스템에 대한 사전 지식이 없어도 매우 복잡한 시스템을 신속하게 이해, 구축 및 분해할 수 있도록 한다. 또한 세부 사항을 추상화하기 때문에 엔지니어가 모델의 모든 측면을 이해할 필요가 없다는 장점이 있다.

 

*OSI 모델을 사용하는 모든 시스템이 모든 계층을 구현하지는 않는다.

 

이미지 출처: https://aws.amazon.com/ko/what-is/osi-model/

 

 

1) 물리 계층

이미지 출처: https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ddos/glossary/open-systems-interconnection-model-osi/

 

물리적 통신 매체와 해당 매체를 통해 데이터를 전송하는 기술을 말한다. 광섬유 케이블과 같은 물리적 채널을 통해 디지털/전자 신호를 전송하는 것을 예로 들 수 있다. 스마트폰에서 흔히 사용되는 블루투스, NFC 등도 이에 해당된다. 이 계층에서 0과 1의 문자열인 비트 스트림으로 변환하는 작업이 이루어진다.

 

 

2) 데이터 링크 계층

이미지 출처: https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ddos/glossary/open-systems-interconnection-model-osi/

 

네트워크를 통해 물리 계층이 이미 존재하는 두 시스템을 연결하는 데에 사용되는 기술을 말한다. 이더넷, 와이파이 등을 예로 들 수 있다. 데이터의 흐름 제어 및 오류 제어가 주 기능이며, 네트워크 계층으로부터 받아온 패킷을 프레임이라는 더 작은 조각으로 세분화하기도 한다.

 

 3) 네트워크 계층

이미지 출처: https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ddos/glossary/open-systems-interconnection-model-osi/

 

서로 다른 두 네트워크 간 데이터 전송을 용이하게 하는 역할을 한다. 네트워크 계층에서 데이터가 표적에 도달하기 위해 최적의 물리적 경로를 찾는 것을 '라우팅'이라고 한다. 또한 데이터 링크 계층과 같이 데이터 흐름 제어도 관리할 수 있다. 인터넷 프로토콜 v4(IPv4) 및 IPv6 등을 예로 들 수 있다. 전송 계층의 세그먼트를 패킷이라는 더 작은 단위로 세분화하기도 한다. 

 

 

4) 전송 계층

이미지 출처: https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ddos/glossary/open-systems-interconnection-model-osi/

 

데이터 패킷이 손실이나 오류 없이 올바른 순서로 도착하는 것이 주 목적인 계층이다. 이를 위해 연결 속도가 빠른 송신자가 연결 속도가 느린 수신자를 압도하지 않도록 최적의 전송 속도를 제어하는 등, 흐름 제어 및 오류 제어 기능의 역할을 수행하기도 한다. 필요한 경우 데이터 패킷을 원활하게 복구하기도 한다. 전송 제어 프로토콜(TCP) 및 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)을 예로 들 수 있다. 세션 계층에서 가져온 데이터를 세그먼트라고 하는 조각으로 분할하고, 세그먼트를 다시 세션 계층에서 사용할 수 있는 데이터로 재조립하는 일도 이 계층에서 수행된다.

 

 

5) 세션 계층

이미지 출처: https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ddos/glossary/open-systems-interconnection-model-osi/

 

서로 다른 두 애플리케이션 간의 네트워크 조정을 담당하는 계층이다. 통신이 시작될 때부터 종료될 때까지의 시간을 세션이라고 한다. 데이터 전송을 체크포인트와 동기화하기 때문에, 연결이 끊어지거나 충돌이 발생하면 마지막 체크포인트에서 세션을 재개할 수 있다.  네트워크 파일 시스템(NFS)과 서버 메시지 블록(SMB)을 예로 들 수 있다.

 

 

6) 프레젠테이션 계층

이미지 출처: https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ddos/glossary/open-systems-interconnection-model-osi/

 

애플리케이션 계층이 소비할 수 있도록 데이터를 준비(프레젠테이션)하는 계층이다. 애플리케이션에서 전송하고 소비하는 데이터의 변환, 암호화, 압축을 담당한다. 통신하는 장치가 서로 다른 인코딩 방법을 사용할 수도 있으므로, 수신 장치의 애플리케이션 계층이 이해할 수 있는 구문으로 수신 데이터를 변환하기도 한다. 또한 세션 계층으로 데이터를 전송하기 전에 압축하여 데이터의 양을 최소화함으로써 통신의 속도와 효율을 높이는 데에 기여하기도 한다. HTML과 JSON, CSV는 모두 이 계층의 데이터 구조를 설명하는 모델링 언어이다.

 

 

7) 애플리케이션(응용 프로그램) 계층

이미지 출처: https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ddos/glossary/open-systems-interconnection-model-osi/

 

사용자의 데이터와 직접 상호 작용하는 유일한 계층이다. 소프트웨어가 사용자에게 의미 있는 데이터를 제공하기 위해 의존하는 프로토콜과 데이터를 조작하는 역할을 한다. HTTP, SMTP 등을 예로 들 수 있다.

 

 

 

 

[ 참고 자료 ]

https://aws.amazon.com/ko/what-is/osi-model/

https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ddos/glossary/open-systems-interconnection-model-osi/