02. OSI 7 Layers

참고 사이트 :

- [WIKIPEDIA] OSI model

- [위키백과] OSI 모형

- [WIKIPEDIA] Logical link control

- [WIKIPEDIA] Media access control

OSI Reference Model

OSI 모형 (Open System Interconnection Reference Model)은 국제표준화기구(ISO)에서 개발한 네트워크 기본 모델(표준)로, 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 것이다. 모든 네트워크 모델과 매칭되며 누구든지 이와 같은 형태로 만든다면 다른 기기들과 통신이 가능하다. 총 7개의 레이어로 나뉘어지며 각 계층마다 데이터를 부르는 이름이 다르다.

OSI Model
Layer		Protocol data unit (PDU)	Function[3]	Examples
Host layers	7. Application	Data (= message)	High-level APIs, including resource sharing, remote file access, directory services and virtual terminals ; interface	TLS, FTP, HTTP, HTTPS, SMTP, SSH,Telnet (Telnet은 엄밀히 말하면 유틸이다.), DNS
	6. Presentation		Translation of data between a networking service and an application; includingcharacter encoding, data compression (데이터 압축도 하나의 인코딩)and encryption/decryption (암호화/복호화) ; 내가 보내고자 하는 데이터를 어떤 방식으로 표현하는가. 프로토콜이 존재하지 않음.	CSS, GIF, HTML, XML, JSON, ASCII
	5. Session		Managing communication sessions (프로그램과 프로그램 간의 논리적 연결) , i.e. continuous exchange of information in the form of multiple back-and-forth transmissions between two nodes	RPC, SCP, NFS,PAP
	4. Transport ; Port	Segment (TCP) / Datagram(UDP)	Reliable transmission of data segments between points on a network, including segmentation (순차적 조립을 도와줌), acknowledgement (응답)  and multiplexing ; 논리적으로 출발지와 도착지를 신뢰성 있게 연결해줌 (데이터 링크와 비슷. 물리적과 논리적인 범위 차이)	NETBEUI, TCP, UDP
Media layers	3. Network ; IP	Packet (Data)	Structuring and managing a multi-node network, including addressing, routing (주소와 길 찾기) and traffic control ; 목적지가지 데이터를 전송하는 중요한 계층, 여러 개의 노드 관리	AppleTalk, ICMP, IPsec, IPv4, IPv6
	2. Data link ; MAC	Frame (LLC / MAC)	Reliable transmission of data frames between two nodes connected by a physical layer ; 물리적으로 연결되어 있는 것끼리 실제로 통신할 수 있도록 바꿔줌	IEEE 802.2, L2TP, LLDP, MAC, PPP, Ethernet (ARP)
	1. Physical ; 주소 없음	Bit	Transmission and reception of raw bit streams over a physical medium (물리 매체 ex. 구리선, 광케이블) ; 물리적 연결을 담당. 물리 통신을 어떻게 하는가	DOCSIS, DSL, Ethernet physical layer (= Wireless Ethernet) ,ISDN, USB

1 계층 : 물리 계층 (Pysical Layler)

네트워크의 기본 네트워크 하드웨어 전송 기술을 이룬다.

2 계층 : 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

포인트 투 포인트 (Point to Point) 간 신뢰성있는 전송을 보장하기 위한 계층이다. CRC 기반의 오류 제어 와 흐름 제어가 필요하다. 주소 값은 물리적으로 할당 받는데, 이는 네트워크 카드가 만들어질 때부터 맥 주소 (Mac Address) 가 정해져 있다는 뜻이다. 전기적 신호를 0과 1로 변환해 준다.

2 계층의 Frame은 다시 두 계층으로 나뉘어진다.

LLC; Logical Link Control

논리적 계층이다.

Provides multiplexing mechanisms that make it possible for several network protocols (IP,IPX, Decnet and Appletalk) to coexist within a multipoint network and to be transported over the same network medium.

MAC; Medium or Media Access Control

물리적 계층이다.

Provides addressing and channel access control mechanisms that make it possible for several terminals or network nodes to communicate within a multiple access network that incorporates a shared medium, e.g. an Ethernet network.

기능

- 프레임에 주소 부여(MAC - 물리적 주소)

- 에러 검출/재전송/흐름제어

3 계층 : 네트워크 계층 (Network Layer)

여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층이다. 네트워크 계층은 라우팅, 흐름 제어, 세그멘테이션 (segmentation/desegmentation), 오류 제어, 인터네트워킹(internetworking) 등을 수행한다. 데이터를 연결하는 다른 네트워크를 통해 전달함으로써 인터넷이 가능하게 만드는 계층이다. 논리적인 주소 구조(IP), 곧 네트워크 관리자가 직접 주소를 할당하는 구조를 가지며, 계층적(hierarchical)이다.

기능

- 주소 부여(IP)

- 경로 설정(Route)

4 계층 : 전송 계층 (Transport Layer)

양 끝단(End to end)의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 해 주어, 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해준다. 종단간(end-to-end) 통신을 다루는 최하위 계층으로 종단간 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송한다.

기능

- 오류 검출 및 복구

- 흐름 제어

- 중복 검사

- 패킷 생성

5 Layer부터는 서비스에 해당한다.

5 계층 : 세션 계층 (Session Layer)

양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공한다. 동시 송수신 방식(duplex), 반이중 방식(half-duplex), 전이중 방식(Full Duplex)의 통신과 함께, 체키 포인팅과 유효, 종료, 다시 시작 과정 등을 수행한다.

기능

- 통신을 하기 위한 세션을 확립/유지/중단 (운영체제가 해줌)

6 계층 : 표현 계층 (Presentation Layer)

코드 간의 번역을 담당한다. MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작이 이 계층에서 이루어진다. 예를 들면, EBCDIC로 인코딩된 문서 파일을 ASCII로 인코딩된 파일로 바꿔 주는 것이 표현 계층의 몫이다.

기능

- 사용자의 명령어를 완성 및 결과 표현

- 포장/압축/암호화

7 계층 : 응용 계층 (Application Layer)

응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적은 응용 서비스를 수행한다.

기능

- 네트워크 소프트웨어 UI 부분

- 사용자의 입출력(I/O) 부분

계층별 장비

간단하게 예시만 소개한다. 자세한 내용은 후에 다룰 예정이다.

- Repeater / Hub

- Bridge / Switch

- Router

이 이상은 네트워크 통신용 장비가 아니다.

데이터 전송 원리

(!) Encaptulation (캡슐화)

내용을 전송하는 경우에 해당한다.

"안녕"이라는 문구를 치면 아래의 방법대로 캡슐화된다.

(2) Decaptulation (역캡슐화)

내용을 받는 경우에 해당한다. 전송의 반대 방향으로 헤더와 트레일러를 떼어낸다.