OSI 7계층 레이어의 특징

오늘은 지난시간에 설명했던 내용에 이어서 OSI 7계층 레이어의 특징에 대해 알아보도록 하겠습니다. 이 내용은 컴퓨터학개론을 공부하셨던 분들이라면 한번 쯤은 접하셨을 내용이지만, 정보보안을 공부하는 분들에게 있어 각 레이어의 기능과 역할은 자세히 짚고 넘어갈 부분이기도 합니다. 그럼 본격적으로 OSI 7계층 레이어의 특징에 대해 알아보도록 하겠습니다.

OSI 계층도

OSI 7계층 레이어의 특징

1) 물리계층(Physical Layer) 

물리계층은 1계층으로써, 두 시스템간의 데이터 전송을 위해 링크를 활성화 하고 관리하기 위한 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성 등을 정의하며 허브나 라우터, 네트워크카드, 케이블 등의 전송매체를 통해 비트(bit)들을 전송하는 계층입니다. 물리계층의 데이터 단위는 '비트(bit)' 입니다. 송신측에서는 데이터 링크 계층에서 과 1로 구성된 비트열의 데이터를 받아 전기적 신호로변환 후 전송 매체를 통하여 수신측에 보내게 됩니다. 받는 쪽인 수신측은 송신측으로부터 받은 전기 신호를 0과 1로 구성된 비트열로 복원하여 수신측의데이터링크 계층에 전송하게 됩니다. OSI 모델에서 최하위 계층에 속하며 상위계층에서 전송된 데이터를 물리매체를 통하여 다른 시스템에 전기적 신호를 전송한다, 랜카드, 케이블, 허브, 라우터와 같은 물리적인 것과데이터 전송을 위해 사용하는 전압도 물리계층에 속하게 됩니다.

2) 데이터링크 계층(Data Link Layer) 

2계층인 데이터링크 계층은 물리적 링크를 통해 데이터를 신뢰성 있게전송하는 계층을 말합니다. 하위계층에 속하며 물리계층 바로 위에 위치합니다. 비트들을 프레임(Frame)이라는 논리적 단위로 구성하여 전송합니다. 시스템 간에 오류 없는 데이터 전송을위하여 네트워크 계층에서 받은 데이터 단위(패킷)를 프레임으로 구성하여 물리계층으로 전송합니다. 데이터링크 계층 데이터 단위를 프레임(Frame)' 이라 부릅니다. 즉 프레임은 데이터+ 헤더 + 트레일러로 구성이 되어 있습니다. 송신자의 프레임을 수신자 측에서 받는다면 헤더와 트레일러를 제거한 후에 네트워크 계층으로 전송합니다.

3) 네트워크 계층(Network Layer) 

3계층인 네트워크 계층에서는 패킷을 송신측으로부터 수신측으로 전송하는 구간이며 상위계층에 연결하는데 필요한 데이터 전송과 경로를 선택하는 기능을 제공합니다. 데이터가 전송될 수신측의 주소를 찾고 수신된 데이터의 주소를 확인하여 자신의 것이면 상위 계층인 전송계층으로 전송합니다. 라우팅 프로토콜을 사용하여 최적의 경로를 선택하는 계층구간이기도 합니다. 데이터를 패킷(Packet)' 단위로 분할하여 전송한 후 재결합하는 방식을 쓰고, 데이터 링크 계층이 인접하는 두 노드간에 전송을 담당한다고 하면 네트워크 계층은 각 패킷이 송신지에서 수신지까지 정확하게 전송되도록 경로를 책임지는 구간이다. 네트워크 계층 데이터 단위는 패킷(Packet)' 이라 합니다.

4) 전송계층(Transport Layer)

4계층인 전송계층은 시스템 종단간에 투명한 데이터 전송을 양방향으로 행하는 계층이며 두 시스템간의 신뢰성있는 데이터 전송을 보장합니다. 프로토콜은 TCP, UDP, SPX 등과 관련있습니다. 오류복구와 흐름제어 기능을 담당하는 계층이기도 합니다. 데이터 헤더에는 포트주소 또는 소켓(socket) 주소를 포함하고 있고 순서(squence) 또는 세그먼트 번호가 포함되어 있습니다. 이는 세션계층으로부터 온 데이터를 수신할 때 데이터를 전송할 수 있는 세그먼트로 나누고 수신측에서 수신자가 재조립할 수 있도록 순서를 헤더에 표시하게 됩니다. 네트워크 계층은 전송해야 하는 시스템에게 각 패킷을 전송하는 일을 하고 전송계층은 해당 시스템의 응용 프로그램에게 모든 데이터를 전송하는 역할을 합니다. 전송계층에 있어서 데이터 단위는 '세그먼트(segment)' 라 합니다.

5) 세션계층(Session Layer)

세션계층은 5계층으로써, 응용 프로그램 계층간의 통신에 대한 제어 구조를 제공하기 위해 응용 프로그램 사이의 접속을 설정, 유지, 종료시켜주는 역할을 하는 계층입니다. 통신 장치들 간의 설정을 유지하며 동기화하고, 데이터 단위를 전송계층으로 전송할 순서를 결정하고 데이터에 대한 점검 및 복구를 위해 동기를 위한 위치를 제공합니다. 또한 세션을 종료할 필요가 있을 때 적절한 시간을 수신자에게 알려 줍니다. 세션계층의 데이터 단위는 'n메시지(message)' 입니다.

6) 표현계층(Presentation Layer) 

6계층인 표현계층은 데이터 표현차이를 해결하기 위하여 서로 다형식을 변환해 주거나 공통형식을 제공해 주는 계층을 말합니다. 송신측과 수신측 사이에 표준화된 데이터 형식에 대해 규정합니다. 예를 들면 이미지가 bmp인지, jpg 인지, 압축이 14었는지 등의 표현과 관련된 구분을 지을 수 있습니다. 이는 두 시스템간에 서로 다르게 사용하는 문자 및 그래픽 문자 등을 위해 번역을 수행하며 전송데이터를 서로 이해할 수 있도록 하는 것이 목적입니다. 보안을 위하여 송신측에서 암화하고 수신측에서 복호화하며 전송률을 높이기 위하여 압축을 합니다. 표현계층에서 데이터 단위는 메시지(message)' 입니다.

7) 응용계층(Application Layer) 

OSI 모델에서 마지막모델인 응용계층은 가장 상위계층에 속하며 실제 통신의 최종 목표에 해당하는 가장 중요한 계층입니다. 사용자로부터 정보를 입력받아 하위계층으로 전달하고 하위계층에서 전송한 데이터를 사용자에게 전달하는 기능을 합니다. 응용프로세스(사용자, 응용프로그램)가 네트워크에 접근하는 수단을 제공하여 서로 간에 데이터를 교환할 수 있는 창구 역할을 합니다. 파일 전송, DB, 원격접속, 메일전송 등 응용서비스를 네트워크에 접속시키는 역할을 담당하는 계층입니다. FTP, SMTP, POP3, HTTP와 같은 프로토콜이 관련있고 응용계층의 데이터 단위는 메시지(message)' 입니다.

OSI 7 레이어와 TCP/IP 비교

아래의 표를 참고하시어 한 눈에 확인할 수 있는 OSI 참조모델과 TCP/IP 계층을 좀 더 쉽게 구분하시길 바랍니다.

OSI 참조모델	TCP/IP 계층
Application Layer	Application Layer
Presentation Layer
Session Layer
Transport Layer	Transport Layer
Network Layer	Internet Layer
Data Link Layer	Network Interface Layer
Physical Layer	Hardware

요약

오늘은 OSI 7계층 레이어의 특징에 대해 알아보았습니다. OSI 7계층의 레이어와 TCP/IP 계층과의 비교를 통하여 어떤 차이점이 있는지 살펴보는 것이 중요하고 응용어플리케이션에는 어떠한 프로토콜이 있는지 반드시 숙지하길 권합니다.