OSI 모델 및 TCP/IP 모델

• 네트워크 통신에 필요한 계층들을 7개로 나누어 복잡성을 줄이고 계층간의 간섭을 최소화 하는 모델이다.

물리 계층 (Psysical Layer)

• OSI 7계층 모델의 가장 하위 계층으로 실제 데이터를 1과 0의 비트 형태로 전송하는 역할을 담당한다.

• 물리 계층에서 사용 하는 장비는 리피터, 허브, UTP케이블이다.

• 데이터 전송 단위를 비트라고 부른다.

데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

• 물리 계층을 통해 송수신되는 데이터 오류 검출 및 수정을한다.

• MAC 주소를 이용하여 통신이 이루어지며 사용되는 장비는 스위치이다.

• 데이터 전송 단위를 프레임이라고 부른다.

• 전송 주소: MAC

네트워크 계층 (Network Layer)

• 데이터의 전송을 담당하고 서로 다른 네트워크 간의 통신을 가능하게 한다.

• 사용되는 장비는 라우터 및 라우터에 스위치 기능이 추가된 L3 스위치를 사용한다.

• 데이터 전송 단위를 패킷이라고 부른다.

• IP, ARP, ICMP, RARP 프로토콜 사용.

• 전송 주소: IP

전송 계층 (Transport Layer)

• 데이터를 적절한 어플리케이션에 제대로 전달 되도록 배분한다.

• 통신 노드 간의 데이터 흐름 제공 및 End-to-End의 신뢰성을 확보 한다고도 표현한다.

• TCP,UDP 프로토콜 사용

• 데이터 전송 단위를 세그먼트라고 부른다.

• 전송 주소: port

세션 계층 (Session Layer)

• 통신 세션을 구성하고 유지 및 종료한다.

• 인증과 권한 부여 처리

• 세션 계층부터는 일반적으로 데이터 단위를 특별히 구분하지 않고 데이터/메세지라고 통칭한다.

표현 계층 (Presentation Layer)

• 데이터의 형식을 변환하고 암호화/복호화를 담당한다.

• 데이터 압축도 이 계층에서 이루어진다.

응용 계층 (Application Layer)

• 사용자와 가장 가까운 계층으로, 사용자-소프트웨어 간 소통을 담당한다.

• 흔히 접하는 여러 서버나 클라이언트 관련 응용 프로그램들이 동작한다.

• HTTP, FTP, SMTP, DNS 등의 프로토콜이 이 계층에서 동작한다.

• 데이터 단위는 데이터/메세지이다.

TCP/IP 모델

• OSI와 비슷하게 네트워크에 필요한 기능을 4계층으로 나눈 모델이다 OSI보다 먼저 만들어졌으며 현재 표준으로 사용되고 있다.

네트워크 접근 계층 (Network Access Layer)

• OSI 모델의 물리 계층과 데이터 링크 계층에 해당됨.

• 물리적 네트워크 연결과 데이터 프레임 전송을 담당한다.

• 이더넷 및 WIFI가 포함된다.

인터넷 계층 (Internet Layer)

• OSI 모델의 네트워크 계층에 해당됨.

• IP 주소를 사용한 라우팅과 패킷 전달을 담당.

• ARP, ICMP, IP 프로토콜이 사용됨.

전송 계층 (Transport Layer)

• OSI 모델의 전송 계층과 동일.

• 종단간 통신과 데이터 전송의 신뢰성을 담당.

• TCP, UDP 프로토콜이 사용됨.

응용 계층 (Application Layer)

• OSI 모델의 세션, 표현, 응용 계층을 포함.

• 애플리케이션 프로토콜이 사용됨.

• HTTP, FTP, SMTP, DNS, DHCP, SNMP등

TCP/IP 모델의 특징

1. 실제 인터넷 환경에 맞춰 설계되어 널리 사용됨.

2. OSI 모델보다 단순한 4계층으로 구성됨.

3. 다양한 네트워크 환경에 적용 가능.

4. 인터넷의 표준 프로토콜로 채택됨

TCP/IP와 OSI 모델의 유사점

• 두 모델은 모두 네트워킹의 논리적 방법과 계층화된 시스템을 사용한 정보 처리를 제공한다.

• 각 계층에는 특정 기능이 있으며 이를 통해 장애 발생 시 문제가 발생하는 위치를 더 쉽게 파악할 수 있다.

TCP/IP와 OSI 모델의 차이점

• TCP/IP 모델의 상위 계층에는 세션, 표현, 응용 계층이 통합되어 있고 OSI 모델에는 이러한 기능이 세분화 되어있다.

• OSI 모델은 국제 표준화 기구(ISO)에서 개발 되었고 TCP/IP 모델은 실제 인터넷 환경에 맞춰 개발되었다.

패킷 전송 과정

• 사용자가 보낸 파일이나 메일은 상위 계층인 응용 계층부터 시작해 물리 계층까지 각 계층에서 헤더와 트레일러가 추가 되면서 내려와 맨 아래 하위 계층인 물리 계층에서 데이터가 보내지는데 이러한 과정을 인캡슐레이션(Encapsulation) 이라고 한다.

• 헤더(Header): 네트워크 전송을 할 수 있게 데이터 앞에 넣는 정보

• 트레일러(Trailer): 네트워크 전송을 할 수 있게 데이터에 덧붙여지는 정보

• 패킷이 수신 되면 하위 계층에서 상위 계층으로 올라가면서 각 계층의 헤더와 트레일러가 제거하고, 해당 데이터를 상위 계층에 전달되는데 이러한 과정을 디캡슐레이션(Decapsulation) 이라고한다.

인캡슐레이션 과정 요약

데이터 준비 데이터를 준비한다. (응용 계층)

데이터 포장 데이터를 변환하고 포장한다. (표현 계층)

연결 설정 세션을 설정하고 데이터를 상자에 넣는다. (세션 계층)

데이터 밀봉 데이터를 신뢰성 있게 전달하도록 밀봉한다.(전송 계층)

주소 지정 데이터를 목적지로 라우팅할 주소를 지정한다. (네트워크 계층)

데이터 분류 데이터를 분류하고 오류를 검출한다.(데이터 링크 계층)

물리적 전송 데이터를 실제 물리적 매체를 통해 전송한다.(물리 계층)

디캡슐레이션(Decapsulation) 과정

• 위에서 설명한 것처럼 받은 전기 신호를 데이터 형태로 만들어 2계층으로 올려 보낸다.

• 2계층에서는 송신자가 작성한 2계층 헤더에 포함된 정보를 확인한다.

• 만약 정보 중 목적지가 자신의 정보와 틀리면 버리게 되는데 이부분은 랜카드(NIC)가 담당한다.

• 목적지가 맞다면 3계층으로 이정보를 보낸다 이때 2계층의 헤더 정보는 더 이상 필요 없으므로 제거하고 3계층으로 올려보낸다.

• 이 데이터를 받은 3계층은 2계층이 동작했던 것처럼 상대방이 적은 3계층의 헤더 정보를 확인해 자신에게 온 것이 맞는지 확인하고 맞다면 헤더를 제거 후 4계층으로 보낸다.

• 이 데이터를 받은 4계층에서도 3계층과 같은 과정을 거치고 5,6,7계층으로 올라가게된다