[네트워크] OSI-7Layer

✍️ 개요

네트워크를 배우기 시작하면 첫 장에 OSI-7Layer가 나올 것이다. 그만큼 네트워크의 기본이자 제일 중요한 파트라는 것을 알 수 있다. OSI-7Layer를 공부하기에 앞서 Protocol부터 알아보자!

 

✍️ Protocol이란?

📌 정의 : 컴퓨터 간에 정보를 주고받을 때의 통신방법에 대한 규칙과 약속 (통신을 위한 상호간의 약속, 데이터 전송 규약)

📌 왜 : 정보교환이 필요한 경우, 이를 원활하게 하기 위하여 

📌 어떻게  : Format (형식, 구문) / Meaning(의미) /  Timing(Syncg, Procedure)

 

 예를 들어,  아래 그림과 같은 Sin 파에 (Format)

0                       1 이라는 의미를 부여해주고, (Meaning)

1초에 1bit(1bps)를 정해주면(Timing), 이는 PSK의 Protocol이 된다. 

 

PSK는 디지털 변조 방식으로 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방식을 말한다.

 

✍️ OSI-7Layer

📌 정의 

 - Open System Interconnection ( 개방형 시스템 상호연결 ) 7계층

 - 정보통신 절차적 특징에 따라 7개 Layer로 나눈 Protocol Stack ( 통신의 접속에서부터 완료까지의 과정을 7단계로 구분, 정의한 통신규약으로 현재 다른 모든 통신 규약의 지침이 되고 있다. )

 - L1~L3까지가 실제 네트워크 상에서의 동작에 대한 기술이라 할 수 있으며, L4~L7까지는 논리적 동작에 대한 기술이라 할 수 있다.

📌 왜 : 상호 이질적인 네트워크 간의 연결에 어려움이 많은데 이러한 호환성의 결여를 막기 위해 ISO ( 국제 표준화 기구 )에서 OSI 참조 모델을 제시함.

출처: shutterstock

예를들면 핸드폰 충전기 타입을 들 수 있다. 위 사진과 같이 핸드폰 충전기의 종류는 많다. 2000년대 중반 애니콜, 모토로라 등 2G 폰을 썼을 때는 더 많았다. 따라서 충전기를 빌릴 때 " 너 기종이 뭐야?" 는 필수 질문이었다. 현재는 삼성, 애플 두 종류로 줄어들었다. 그마저도 C핀으로 통일되고 있는 추세이다. 이렇듯 핸드폰 충전기 종류가 많을 때는 상호 이질적이어서 충전에 어려움이 많았다. 이러한 호환성의 결여를 막기 위해 스마트폰 충전기 표준을 제시한 것이다. 

📌 어떻게 

각 통신을 다음과 같이 7단계로 나누어서 각 프로토콜을 지정해주었다. 

 L7 Application ( 응용 )

 L6 Presentation ( 표현 )

 L5 Session

 L4 Transport ( 전송 )

 L3 Network

 L2 DataLink ┌ Logical Link Control ( LLC )

                     └ Media Access Control ( MAC )

 L1 Physical ( 물리 )

 

이제 각 계층 별로 간략하게 특징을 알아보자! 

🔴 L7 Application (응용)

👉 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 해주는 계층 ( 서비스 계층 )

👉 프로토콜 : telnet http ssh smtp ftp

👉 사용자가 제공한 정보는 하위 계층으로 전달하고, 하위 계층에서 전달된 데이터는 사용자에게 보여준다. → Process 역할 ∴ 사용자가 사용하기에 예쁘고 편하고 용이하게 만듦 (GUI등을 이용하여)

예를들면, 카카오톡 같은 경우

Voice chattiong을 하기 위해서는 전화기 모양을 누르면 신호가 가고 창이 뜨면 상대방이 받은 것

Message의 경우 1이 있으면 상대방이 아직 읽지 않은 것 등이 있다.

 

🟠L6 Presentation (표현)

👉 두 장치가 일관되게 전송 데이터를 서로 이해할 수 있도록 입력 또는 출력되는 데이터를 정해놓은 표현방식으로 번역해줌. 압축/압축해제, 인코딩/디코딩, 암호화/복호화 등 데이터 표현방식 변환을 담당하는 계층이다.

👉 프로토콜 : JPEG MPEG SMB AFP ( 문자 및 그래픽 등의 확장자 )

👉 음성, 영상을 압축해서 보냄: 인코딩 (Encoding)

본래대로 재생: 디코딩 (Decoding) 이를 CODEC이라 부른다.

 

 

🟡 L5 Session (세션)

👉 통신 장치간의 상호작용을 설정하고 유지하며 동기화 함. Application 간 논리적인 연결인 세션의 생성, 관리 및 종료를 담당하는 계층이다.

👉 세션 정보(Session ID)로 적합한 것 : 전화번호, E-MAIL, Login ID

 

 

🟢 L4 Transport (전송)

👉 종단 대 종단 간 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당하는 계층으로, 각 End 노드 간 제어와 에러를 관리하여 해당 Process 간 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당하는 계층이다 (Process to Process Communucation)

👉 프로토콜 : TCP UDP

👉 포트번호 ( Port # ) : TCP UDP 헤더안에 포함된 주소

 

 

🔵 L3 Network (네트워크)

👉 다중 네트워크 링크에서 패킷을 Source에서 Destination까지 전달할 책임을 갖음

👉 장비 : 라우터 (Router)

👉 프로토콜 : IP ICMP IGMP ARP RARP

 

 

🟣 L2 DataLink (데이터링크)

👉오류 없이 한 장치에서 다른 장치로 프레임 ( Frame, 비트의 모음 )을 전달하는 역할

👉 스위치 같은 경우 MAC 주소를 이용하여 정확한 장치로 정보 전달 (신뢰성 있는 통신)

👉 장비 : 스위치 브리지

 

📌Logical Link Control ( LLC )

👉 다중화, 역 다중화 ( Multiplexing Demultiplexing )

👉MAC 과 L3 접속 담당 ( 인터페이스 )

 

📌Media Access Control ( MAC )

👉여러개의 노드가 단일 Link로 연결되어 있을 때 Control 하는 방법

ex ) Random Access ( ALOHA CDMA/CD ) / Controlled Access ( Polling, Token Passing ) / Channelization ( TDMA FDMA CDMA )

 

왜 L2 는 MAC 계층이 분류되어있는가?

: 매체가 여러 가지 ( 버스,링,스타 토폴로지,구리선,광케이블) 이므로 타입에 따라서, 사용하는 protocol에 따라 MAC이 하는게 달라짐

 

 

🟤 L1 Physical (물리)

👉물리적 매체를 통해 비트 ( Bit ) 의 흐름을 전송하기위해 요구되는 기능들을 조정

👉 0,1을 깨끗하게 만들기 위함

👉장비 : 허브, 리피터

 

ex) MODEM

why? Analog는 Noise에 약함 ( Noise 완전 제거 불가 )

Digital은 Repeater → Decision → Regeneration 으로 Noise 제거가 가능

 

Line Coding

 

Digital Data → Digital Signal

 

( 0,1을 어떻게 0V, 3V로 표현할 것인지 )

 

📌 마무리

다음은 4계층부터 자세히 알아볼 예정이다. 5,6,7 계층은 서비스 계층으로 각 서비스 프로토콜(HTTP, DNS,FTP등)에 따라 많이 차이가 나므로 서비스 프로토콜을 공부할 때 알아보도록 하자. (책에서도 주로 2,3,4계층을 중요하게 다르는 부분이 없지않아 있다.)