[컴퓨터 네트워크] OSI 7계층은 뭘까? 알아보자

OSI 7계층(Open Systems Interconnection 7 Layers)

네트워크에서 데이터를 송수신할 때의 과정을 단계별로 나눈 모델이에요. 국제 표준화 기구(ISO)에서 개발했으며,

네트워크 통신을 이해하고 설계하는 데 필수적인 개념으로 알려져 있습니다.

주로 정보대학(IT대학) 학부 3학년에서 주로 배우며 정보처리기사와 같은 자격증 시험에도 나오는 과목입니다.

이 글에서는 OSI 7계층의 각 단계와 역할을 살펴보겠습니다. 

 

OSI 7계층의 기본 개념

OSI 모델은 네트워크 통신 과정을 7개의 계층으로 나눠 설명합. 각 계층은 고유한 역할을 담당하며, 서로 상호작용하여 데이터를 송수신합니다. 

• 주요 목표:
  1. 네트워크 장비와 프로토콜 간 상호 운용성 확보
  2. 네트워크 문제의 진단과 해결 용이
  3. 네트워크 설계와 이해를 단순화

 

 

OSI 7계층 구조

OSI 모델의 계층은 아래와 같이 7단계로 구성됩니다.

1에 가까울수록 하드웨어와 가깝고,

7에 가까울수록 USER(사용자)에 가까워요.

1. 물리 계층 (Physical Layer)

• 역할: 데이터 전송을 위한 물리적 연결을 담당합니다.
• 주요 작업: 비트(bit)를 전기 신호, 광 신호, 무선 신호 등으로 변환
• 예: 케이블, 스위치, 전송 매체
• 사례:
  • LAN 케이블로 컴퓨터를 연결
  • 신호의 강도나 전송 속도 조정

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2. 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

• 역할: 데이터 프레임(frame)을 생성하고, 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 검출하고 수정합니다.
• 주요 작업:
  • MAC 주소를 기반으로 장치를 식별
  • 에러 검출 (예: CRC)
• 예: 스위치, 네트워크 카드 (NIC)
• 사례:
  • 컴퓨터 간 충돌 방지
  • 데이터 전송 시 프레임 단위로 쪼개서 관리

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3. 네트워크 계층 (Network Layer)

• 역할: 데이터의 목적지까지 경로를 설정하고 IP 주소를 기반으로 데이터를 전달합니다.
• 주요 작업:
  • 라우팅 (Routing)
  • 논리적 주소 할당 (IP 주소)
• 예: 라우터, IP 프로토콜
• 사례:
  • 인터넷에서 데이터를 올바른 서버로 전달
  • Google 웹사이트 접속 시 라우팅 경로 설정

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4. 전송 계층 (Transport Layer)

• 역할: 데이터의 신뢰성 있는 전송을 보장하며, 송수신 장치 간 데이터 흐름을 관리합니다.
• 주요 작업:
  • TCP(신뢰성 보장)와 UDP(속도 중시) 프로토콜 사용
  • 데이터 분할 및 재조합
• 예: TCP, UDP
• 사례:
  • 이메일 전송 시 데이터가 손실 없이 전달되도록 보장
  • 온라인 스트리밍에서 빠른 데이터 전송

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5. 세션 계층 (Session Layer)

• 역할: 송신자와 수신자 간의 통신 세션을 설정하고 유지하며 종료합니다.
• 주요 작업:
  • 세션 연결 관리
  • 동기화 및 오류 복구
• 예: API 통신, NetBIOS
• 사례:
  • FTP 연결 시 파일 전송 세션 설정
  • 화상 회의 중 통신 연결 유지

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6. 표현 계층 (Presentation Layer)

• 역할: 데이터를 사람이 이해할 수 있는 형태로 변환하거나, 암호화/압축 등을 처리합니다.
• 주요 작업:
  • 데이터 암호화/복호화
  • 데이터 압축
• 예: SSL/TLS, JPEG, MP3
• 사례:
  • HTTPS 웹사이트의 데이터 암호화
  • 이미지 파일을 화면에 표시

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7. 응용 계층 (Application Layer)

• 역할: 사용자가 네트워크와 직접 상호작용할 수 있는 인터페이스를 제공합니다.
• 주요 작업:
  • 애플리케이션과 네트워크 연결
  • 데이터 요청 및 결과 처리
• 예: HTTP, FTP, DNS
• 사례:
  • 브라우저로 웹사이트 접속
  • 파일 업로드/다운로드

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OSI 7계층의 작동 원리

OSI 모델은 데이터를 송수신할 때 아래 단계를 따릅니다:

1. 송신 측에서는 응용 계층부터 데이터를 생성하고, 각 계층에서 데이터를 포장(캡슐화)해 내려보냅니다.
2. 수신 측에서는 물리 계층부터 데이터를 받으며, 각 계층에서 데이터를 열어(디캡슐화) 올립니다.

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OSI 모델의 장점

1. 표준화된 구조 제공: 네트워크 문제를 특정 계층에서 진단하고 해결하기 쉬워요.
2. 유연한 프로토콜 설계: 특정 계층의 변경이 다른 계층에 영향을 덜 미칩니다.
3. 호환성 향상: 다양한 제조업체의 장비와 소프트웨어가 함께 작동하도록 도와줍니다.

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OSI 모델 vs. TCP/IP 모델

현실에서 대부분의 네트워크는 TCP/IP 모델을 기반으로 동작해요. 하지만 TCP/IP 모델은 4계층으로 단순화되어 있죠. OSI 7계층은 학습과 설계 관점에서 더 세부적인 이해를 제공합니다.

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결론

OSI 7계층은 네트워크 통신의 과정을 단계별로 설명한 강력한 모델입니다. 이 모델을 이해하면 네트워크의 작동 원리를 파악하고 문제를 진단하는 데 큰 도움이 돼요. 인터넷, 이메일, 클라우드 서비스 등 우리가 매일 사용하는 기술들이 이 모델을 기반으로 설계되어있습니다.