네트워크(Network) 통신을 이해하는 데 필수적인 개념인 OSI 7계층 모델(OSI 7 Layers Model)은 컴퓨터 네트워크 프로토콜의 표준을 정의하는 모델입니다.
이 모델은 통신 시스템을 7개의 계층으로 나누어 각 계층이 수행하는 역할을 명확히 구분하고, 상호 운용성을 높이기 위해 설계되었습니다.
이번 포스팅에서는 OSI 7계층 모델의 각 계층에 대해 상세히 알아보고, 각 계층이 실제 네트워크 환경에서 어떤 역할을 수행하는지 살펴보겠습니다.
OSI 7 계층(OSI 7 Layers) 이란?
개요
OSI 7계층 모델(Open Systems Interconnection 7 Layer Model)은 국제 표준화 기구(ISO)가 개발한 네트워크 통신 모델로, 네트워크 통신을 7개의 계층으로 나누어 각 계층의 기능을 정의한 구조적 모델입니다.
이 모델은 네트워크 장치 간의 통신을 표준화하여 다양한 시스템 간의 상호 운용성을 높이기 위해 설계되었습니다.
OSI 모델은 네트워크 설계 및 문제 해결에 있어 중요한 역할을 하며, 각 계층은 특정한 네트워크 기능을 담당합니다.
역사(History)
1970년대 말, 네트워크 표준을 정의하기 위한 두 개의 주요 프로젝트가 있었습니다.
하나는 국제 표준화 기구(ISO)에 의해, 다른 하나는 국제 전신 자문 위원회(CCITT, 현재의 ITU-T)에 의해 관리되었습니다. 이 두 기구는 각각 비슷한 네트워킹 모델을 정의한 문서를 만들었고, 1983년에 이 문서들은 병합되어 “개방형 시스템 상호 연결을 위한 기초 참조 모델”이라는 표준을 만들었습니다. 이 표준은 보통 OSI 참조 모델(Open Systems Interconnection Reference Model)로 불립니다.
1984년, ISO는 이 표준을 ISO 7498로 출판하였고, CCITT는 X.200으로 출판하였습니다. OSI 모델은 두 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다: 추상형 네트워킹 모델(기초 참조 모델)과 특정한 프로토콜들의 집합입니다.
OSI 7계층 모델의 개념은 허니웰 인포메이션 서비스(Honeywell Information Services)의 찰스 바크만에 의해 탄생하였습니다. OSI 디자인은 ARPANET, NPLNET, EIN, CYCLADES 네트워크 및 IFIP 2G6.1의 작업 경험에서 발전하였습니다. 이 모델은 여러 계층으로 분리된 네트워킹 시스템을 문서화했으며, 각 계층은 자신 아래의 계층과만 통신하고 위의 계층에서 사용할 수 있는 기능을 제공하도록 설계되었습니다.
OSI 표준 문서는 X.200 시리즈의 권고안으로 ITU-T를 통해 참조할 수 있으며, 일부 프로토콜 사양은 ITU-T X 시리즈의 일부로 참조할 수 있습니다. OSI 모델에 대한 동등한 ISO 및 ISO/IEC 표준은 ISO를 통해 이용할 수 있으며, 모두 무료로 제공되는 것은 아닙니다.
OSI 7 계층 (OSI 7 Layer)의 각 계층
1. 물리 계층 (Physical Layer)
- 역할:
- 물리 계층은 네트워크의 물리적인 부분을 담당합니다.
- 데이터 전송을 위한 전기적, 기계적, 기능적 인터페이스를 정의합니다.
- 주요 요소:
- 케이블, 허브, 리피터, 네트워크 어댑터, 물리적 매체(전기 신호, 광 신호 등).
2. 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)
- 역할:
- 데이터 링크 계층은 데이터 전송 오류를 감지하고 수정하며, 데이터 프레임을 전송합니다.
- 이 계층에서는 MAC 주소를 사용하여 장치 간 통신을 제어합니다.
- 주요 요소:
- 스위치, 브리지, 이더넷, 프레임 릴레이, MAC 주소.
3. 네트워크 계층 (Network Layer)
- 역할:
- 네트워크 계층은 데이터 패킷의 라우팅과 논리적 주소(IP 주소)를 관리합니다.
- 패킷이 목적지까지 올바르게 전달될 수 있도록 경로를 결정합니다.
- 주요 요소:
- 라우터, IP 주소, ICMP, ARP, IP 프로토콜.
4. 전송 계층 (Transport Layer)
- 역할:
- 전송 계층은 종단 간 데이터 전송을 책임집니다.
- 데이터 전송의 신뢰성을 보장하기 위해 오류 검출 및 수정, 흐름 제어 등의 기능을 수행합니다.
- 주요 요소:
- TCP, UDP, 포트 번호, 흐름 제어, 오류 수정.
5. 세션 계층 (Session Layer)
- 역할:
- 세션 계층은 두 통신 장치 간의 세션을 설정, 관리, 종료합니다.
- 데이터 교환의 논리적인 연결을 유지하고 동기화합니다.
- 주요 요소:
- 세션 설정, 유지, 종료, 체크포인트, 복구.
6. 표현 계층 (Presentation Layer)
- 역할:
- 표현 계층은 데이터를 적절한 형식으로 변환합니다.
- 데이터의 인코딩, 암호화, 압축 등을 담당하여 상위 계층이 데이터를 이해할 수 있도록 합니다.
- 주요 요소:
- 데이터 인코딩, 데이터 압축, 데이터 암호화, MIME 타입.
7. 응용 계층 (Application Layer)
- 역할:
- 응용 계층은 사용자가 네트워크에 접근할 수 있는 인터페이스를 제공합니다.
- 다양한 네트워크 서비스를 사용자에게 직접 제공합니다.
- 주요 요소:
- 이메일(POP3, IMAP, SMTP), 웹 브라우징(HTTP, HTTPS), 파일 전송(FTP), 원격 접속(Telnet), 네트워크 관리(SNMP).
DoD 모델
개요
DoD 모델(Department of Defense Model), 흔히 TCP/IP 모델로도 불리는 이 모델은 미국 국방부에서 개발한 네트워크 모델입니다.
TCP/IP 모델은 인터넷 프로토콜 스위트의 구조를 설명하는 모델로, 네트워크 통신의 설계와 구현을 위한 기본적인 틀을 제공합니다.
TCP/IP 모델은 네 개의 계층으로 구성되어 있으며, 이는 각각의 계층이 특정한 네트워크 기능을 담당하는 방식으로 설계되었습니다.
DoD 모델의 계층
- 응용 계층 (Application Layer)
- 역할: 응용 프로그램이 네트워크 서비스를 사용할 수 있도록 합니다.
- 프로토콜: HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet 등.
- 전송 계층 (Transport Layer)
- 역할: 데이터의 종단 간 전송을 관리하고, 데이터의 신뢰성, 흐름 제어 및 오류 수정을 담당합니다.
- 프로토콜: TCP, UDP.
- 인터넷 계층 (Internet Layer)
- 역할: 데이터 패킷을 목적지까지 라우팅하고 전달합니다.
- 프로토콜: IP, ICMP, ARP.
- 네트워크 액세스 계층 (Network Access Layer)
- 역할: 데이터가 물리적 네트워크를 통해 전송될 수 있도록 합니다.
- 프로토콜: 이더넷, PPP, FDDI.
DoD 모델과 OSI 7계층 모델의 관계
DoD 모델과 OSI 7계층 모델은 서로 다른 네트워크 모델이지만, 둘 다 네트워크 통신의 구조와 기능을 정의하는 데 중요한 역할을 합니다.
두 모델은 계층 수와 기능 면에서 차이가 있지만, 그 목적은 네트워크 통신을 체계적으로 이해하고 설계하는 데 있습니다.
DoD 모델과 OSI 모델의 비교
- 응용 계층 (Application Layer)
- DoD 모델: 응용 계층
- OSI 모델: 응용 계층, 표현 계층, 세션 계층
- 전송 계층 (Transport Layer)
- DoD 모델: 전송 계층
- OSI 모델: 전송 계층
- 인터넷 계층 (Internet Layer)
- DoD 모델: 인터넷 계층
- OSI 모델: 네트워크 계층
- 네트워크 액세스 계층 (Network Access Layer)
- DoD 모델: 네트워크 액세스 계층
- OSI 모델: 데이터 링크 계층, 물리 계층
