[네트워크] OSI 7 계층 (OSI 7 Layers)

OSI 7 계층이란? (Open Systems Interconnection Reference Model)

- 개방형 시스템 상호 연결을 위한 기초 참조 모델로서, 현재 네트워크 시스템의 기반이 된 모델
- 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것으로, 프로토콜을 기능별로 나누어 설명
- 각 계층은 하위 계층의 기능만을 이용하고, 상위 계층에게 기능을 제공
- '프로토콜 스택' 혹은 '스택'은 이러한 계층으로 구성된 프로토콜 시스템이 구현된 시스템을 말하며,
   프로토콜 스택은 하드웨어나 소프트웨어 혹은 둘의 혼합으로 구현
- 일반적으로 하위 계층은 하드웨어, 상위 계층은 소프트웨어로 구현됨

➡️ 통신이 일어나는 과정을 계층화함으로써, 계층별로 제공하는 서비스의 구현 변경을 쉽게 함

✅ 프로토콜이란?
- 둘 이상의 통신 개체 간에 메시지를 주고 받는 양식, 규칙 또는 통신 규약
- 통신 모델에서 상호간의 메시지 규칙을 정의하기 위해 사용하며, 계층별로 프로토콜이 존재함

[ 데이터 전송의 흐름 ]

- 통신하는 프로그램에서 최초 전송하고자 하는 데이터에 응용 계층의 프로토콜에 맞는 헤더를 붙여 패킷 생성
- 만들어진 메시지들은 하위 단계로 전송되면서 헤더나 테일이 붙음
- 완성된 비트들이 물리 계층을 통해 전송
- 통신 받는 측에서 헤더를 읽으며 내부 내용을 상위 계층으로 전달하며 해석하고, 다시 그에 맞는 하위 계층 헤더를 붙여 전송
- 최종 목적지에 도착한 경우 헤더를 인식하여 처리 후, 상위 계층에 전송하고 최종적으로 데이터가 프로그램에 전달됨

[ 7 계층 ]

구분	설명
7계층 응용 계층 Application Layer	- HTTP, FTP, DNS 등 - 최종 목적지로 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스 수행
6계층 표현 계층 Presentation Layer	- JPEG, MPEG 등 - 애플리케이션들이 교환되는 데이터의 의미를 해석하도록 하는 서비스를 제공하는 계층 - 프로토콜이 정해져있지 않기 때문에 통신 프로그램 개발시 인코딩 방법을 결정하고 형태를 변경해서 보내주거나 알려줘야 함 (그렇지 않으면 시스템 기본 형태로 인코딩 하여 바이트 스트림 형태로 보내게 됨) - 받는 쪽과 보내는 쪽의 인코딩 형태가 맞지 않으면 데이터가 잘못 해석될 수 있음
5계층 세션 계층 Session Layer	- API, Socket 등 - 데이터가 통신하기 위한 논리적 연결을 담당, 통신을 관리하기 위한 방법 제공 - TCP/IP 세션을 만들고 없애는 역할
4계층 전송 계층 Transport Layer	- TCP, UDP 등 - 상위 계층에 메시지를 전송하는 서비스를 제공, 통신을 활성화하는 계층 (단위: Segment) - 메시지의 오류를 제어하며 End-to-End로 종단간에 해당하는 지점까지 메시지를 주고 받음
3계층 네트워크 계층 Network Layer	- 라우터, IP 등 - 여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층 (단위: Datagram(Packet)) - 다양한 길이의 데이터를 네트워크를 통해 전달하고, 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질(QoS)을 제공하기 위한 기능적, 절차적 수단 제공 - 라우팅, 흐름제어, 세그멘테이션, 오류제어, 인터네트워킹 등을 수행
2계층 데이터 링크 계층 Data Link Layer	- 스위치, 브릿지, Ethernet 등 - 물리 계층으로 송수신되는 정보를 관리하여 안전하게 전달되도록 도와주는 역할 (단위: Frame) - 장치가 만들어질 때 물리적으로 부여되는 Mac주소를 통해 에러 검출, 재전송, 흐름제어를 진행
1계층 물리 계층 Physical Layer	- 허브, 리피터 등 - 프레임 내부의 각 비트를 한 노드에서 다음 노드로 실제 이동하는 계층 (단위: Bit) - 데이터를 전기적 신호로 변환하여 주고 받는 기능을 진행(데이터를 전송하는 역할) - 해당 계층의 프로토콜들은 데이터 링크 계층과 실제 전송 매체에 의존