개요 - OSI 7 계층

 

OSI(Open Systems Interconnectino Reference Model) 7계층은 1974년 창설된 국제 표준화 기구인 ISO(International Organization for Standardization)에서 1980년 개방형 시스템 간의 통신을 위해 제시한 네트워크 모델입니다. 개방형 네트워크 구조에서는 특정 공급업체가 독자 소유하지 못하므로 다양한 기술과 설치를 쉽게 통합할 수 있도록 합니다. OSI-7계층은 프로토콜이라기 보다 네트워크 구성에 대한 권고안으로 OSI 참조 모델을 따르는 네트워크는 서로 다른 기술로 구성된 네트워크라 할지라고 통신을 할 수 있습니다.

 

[OSI 7계층 모델과 TCP/IP 계층 구조 비교]

 

 

각 레이어(계층)의 특징

 

각 레이어는 수행하는 특정한 책임과 통제 기능, 그리고 예상되는 데이터 포맷 구문을 가집니다. 각 레이어의 특징과 기능은 아래와 같습니다.

 

 

1. 물리계층(Physical layer)

 

실질적인 전송을 담당하는 계층으로 물리적 매체를 통해 전기적인 신호로 비트열이 어떻게 전송되는가를 규정합니다. 물리계층에서는 전송에 필요한 물리적 링크의 설정, 유지, 해제를 담당하며, 사용자 장비와 네트워크 종단 장비 사이의 물리적, 전기적인 인터페이스 규정에 초점을 두고 있습니다. 물리계층에서는 데이터율(Data Rates), 회선 잡은 통제(Line noise control), 동기화 기능을 처리합니다.

 

 

2. 데이터 링크 계층(Data link layer)

 

데이터를 프레임 형태로 변환하여, 에러제어, 동기화, 원할한 데이터의 전송을 위한 흐름제어의 기능을 제공합니다. 프레임이란 데이터 링크 계층에서 사용하는 논리적인 데이터 단위로 프레임의 비트는 아래의 표와 같이 구성되어 있습니다.

 

주소 필드	송신자와 수신자의 주소를 포함함
제어 필드	흐름제어
데이터 필드	프레임이 전송하는 실제 데이터를 보유함
오류제어 필드	오류를 탐지함

 

 

 

 

 

 

데이터 링크 계층은 전송 오류를 처리하는 최초의 계층으로 MAC(Medium Access Control)과 LLC(Logical Link Layer)라는 두 개의 하위 계층을 포함합니다. 

 

 

3. 네트워크 계층(Network layer)

 

송신측에서 수신측까지 데이터를 안전하게 전달하기 위해 논리적 링크를 설정하고 상위 계층 데이터를 작은 크기의 패킷으로 분할하여 네트워크 단위로 전송하는 역할을 수행합니다 즉, 네트워크 주소(IP)를 지정하며, 이를 기반으로 데이터 포워딩을 합니다. 또한 데이터 전송 시 네트워크의 혼잡을 피하기 위해 최적의 네트워크 경로 설정(Routing)을 합니다. 네트워크 계층에서 제공되는 프로토콜로는 ICMP, IP, IPX, IGMP, RIP, OSPF, ARP 등이 있습니다.

 

 

4. 전송 계층(Transport layer)

 

전송계층을 기점으로 하위 네트워크 서비스와 상위 사용자 서비스로 구분합니다. 전송계층은 두 서비스간의 인터페이스 기능과 전체 메시지의 종단간 전달, 오류 탐지 및 정정, 트래픽 흐름 조절, 데이터의 다중 송수신(Multiplexes), 가상회선, 패킷 순서를 정의합니다. 전송계층에서 제공되는 프로토콜로는 TCP, UDP, SPX(Sequenced Packet Exchange) 등이 있습니다.

 

 

5. 세션 계층(Session layer)

 

대화를 설정하고 그 사이의 동기를 제공하는 기능을 담당합니다. 세션 계층에서 제공되는 서비스는 반이중 대화 혹은 전이중 대화의 설정, 동기화 유지 및 복구가 불가능한 예외 사항이 발생할 경우 응용 계층에 이를 알리는 기능들을 포함합니다. 세션계층에서 동작하는 프로토콜은 SSL(Secure socket layer), NFS(Network file system), SQL(Structured query language), RPC(Remote procedure call) 등이 있습니다.

 

 

6. 표현 계층(Presentation layer)

 

데이터 포멧을 통신을 하기 위해 네트워크 표준 형식에 맞게 변환하여 전송하는 기능을 담당합니다.

 

 

7. 응용 계층(Application layer)

 

응용 프로세서에게 네트워크 접근 수단을 제공하는 기능을 담당합니다.

 

 

 

OSI 7계층에서의 상호간의 통신은 데이터 교환에 참여한 두 대의 컴퓨터를 Client와 Server로 가정했을 때, Client에서 데이터를 보내기 위해서는 응용 계층(Application Layer)으로부터 물리 계층(Physical Layer)을 통과하면서 각 계층이 프로토콜 제어 정보를 데이터에 추가하게 됩니다. 이 과정을 데이터 캡슐화(Data Encapsulation)라고 합니다. 

데이터 캡슐화를 마친 최종 패킷은 비트(bit)형태로 네트워크 매체를 통하여 Server로 전송됩니다. Server측에서는 Client에서 수행한 과정의 역으로 진행됩니다. 각 계층에서는 계층별 책임과 통제 기능 등의 데이터 포맷 구문인 제어정보를 분석합니다. 그리고, 각 계층에서는 프로토콜 제어정보를 하나씩 제거한 후 상위 계층으로 데이터를 전송합니다.