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:
- 네트워크 장비와 프로토콜 간 상호 운용성 확보
- 네트워크 문제의 진단과 해결 용이
- 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
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
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
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
5. 세션 계층 (Session Layer)
- 역할: 송신자와 수신자 간의 통신 세션을 설정하고 유지하며 종료합니다.
- 주요 작업:
- 예: API 통신, NetBIOS
- 사례:
- FTP 연결 시 파일 전송 세션 설정
- 화상 회의 중 통신 연결 유지
6. 표현 계층 (Presentation Layer)
- 역할: 데이터를 사람이 이해할 수 있는 형태로 변환하거나, 암호화/압축 등을 처리합니다.
- 주요 작업:
- 예: SSL/TLS, JPEG, MP3
- 사례:
- HTTPS 웹사이트의 데이터 암호화
- 이미지 파일을 화면에 표시
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
OSI 7계층의 작동 원리
OSI 모델은 데이터를 송수신할 때 아래 단계를 따릅니다:
- 송신 측에서는 응용 계층부터 데이터를 생성하고, 각 계층에서 데이터를 포장(캡슐화)해 내려보냅니다.
- 수신 측에서는 물리 계층부터 데이터를 받으며, 각 계층에서 데이터를 열어(디캡슐화) 올립니다.
OSI 모델의 장점
- 표준화된 구조 제공: 네트워크 문제를 특정 계층에서 진단하고 해결하기 쉬워요.
- 유연한 프로토콜 설계: 특정 계층의 변경이 다른 계층에 영향을 덜 미칩니다.
- 호환성 향상: 다양한 제조업체의 장비와 소프트웨어가 함께 작동하도록 도와줍니다.
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.
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.