[TCP/IP] OSI 7계층, TCP/IP 4계층

 

1. OSI 7계층

OSI(Open System Interconnection) 7계층은 국제표준화기구(ISO)에서 개발한 모델로, 네트워크 프로토콜 디자인과 데이터 통신을 계층으로 나눠 표준화한 것이다.

이렇게 계층을 나눈 이유는, 통신이 일어나는 과정을 단계별로 서술할 수 있으며, 특정 계층에서 문제가 발생할 시 해당 계층만 핸들하면 되기 때문이다.

 

1) 물리 계층

• 1계층
• Physical Layer 
• 시스템의 전기적, 물리적 표현을 나타낸다.
• 단지 데이터 전달 역할만을 하고, 알고리즘이나 오류 제어 기능은 존재하지 않는다.
• 허브, 케이블, 라우터, 전원 스위치
• 전선, 전파, 광섬유, 동축케이블, 모뎀(Modem), CSU 등이있다.
• 신호로 변환하여 전송하는 계층
• 전송 단위는 Bit를 사용한다.

 

2) 데이터 링크 계층

• 2계층
• Data Link Layer
• 물리적 매체에 패킷 데이터를 실어 보내는 계층 - 환경에 맞는 다양한 통신 프로토콜 지원
• 노드 간 데이터 전송을 제공하며 물리 계층의 오류 수정도 처리한다.
• 물리적인 연결을 통하여 인접한 두 장치간의 신뢰성 있는 정보 전송을 담당한다.
• 전송 단위: frame
• 주소는 Mac을 사용한다.
• 프로토콜: Ethernet, Token Ring, HDLC, Frame relay, ATM, 무선랜 등이있다.

 

3) 네트워크 계층

• 3계층
• Network Layer
• 네트워크를 논리적으로 구분하고 연결하는 계층 - 논리적 주소 사용
• 네크워크의 라우터 기능이 있어 컴퓨터나 서버끼리의 연결에서 라우터가 이 작업을 효율적으로 처리한다.
• 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하도록 한다. -Routing 기능
• 전송 단위는 패킷(Packet)이다.
• 주소는 IP를 사용한다.
• 라우터, Packet
• 프로토콜: IP, ICMP, X.25, ARP, OSPF, IPX, DDP, RARP, BGP 등이 있다.

 

4) 전송계층

• 4계층
• Transport Layer
• 서비스를 구분하고 데이터의 전송 방식을 담당하는 계층 (TCP / UDP)
• 최종 시스템 및 호스트 간의 데이터 전송 조율을 담당한다. 보낼 데이터의 용량, 속도, 목적지 등을 처리한다.
• TCP / UDP
• TCP는 Segmaent 단위
• UDP는 Datagram 단위
• 주소는 Port를 사용한다.
• 프로토콜: TCP, UDP, RTP, SCTR, SPX, AppleTalk 등이 있다.

 

5) 세션 계층

• 5계층
• Session Layer
• 응용 프로그램 간의 연결을 지원하는 계층
• 사용자와 서버 간에 "대화"가 필요하면 세션을 만드는 작업을 처리한다.
• 세션계층은 표현계층으로부터 받은 데이터를 효율적인 세션 관리를 위해 짧은 데이터 단위로 나눈 후에 전송 계층으로 내려 보낸다.
• 시스템의 응답 대기 시간, 응용 프로그램간의 종료 등
• 전송 단위는 message이다.
• 프로토콜: TLS, SSH, ISO 8327 / CCITT X.225, AppleTalk, NetBios 등이있다.

 

6) 표현 계층

• 6계층
• Presentation Layer
• 데이터의 변환 작업을 하는 계층
• 응용 계층의 데이터 표현에서 독립적인 부분을 나타내며, 응용 프로그램이나 네트워크를 위해 데이터를 "표현"하는 것이다.
• 암호화, 복호화, 코드 변환 등을 수행
• 송신측의 표현계층은 응용계층으로부터 받은 데이터의 보안과 효율적인 전위해 암호화와 압축을 수행하여 세션 계층으로 내려 보낸다.
• 전송 단위는 message이다.
• 프로토콜: JPEG, MPEG, XDR, SMB, AFP 등 다양한 포멧이 있다.

 

7) 응용 계층

• 7계층, Application Layer
• user Interface를 제공하는 계층
• 사용자와 직접적으로 상호작용하며 눈에 보이는 부분이다.
• 크롬, 사파리 등 웹 브라우저와 MS Office 등 응용 프로그램이 대표적이다.
• 전송 단위는 message이다.
• 프로토콜: HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, 등이 있다.

 

2. TCP/IP 4계층

 OSI 7계층이 네트워크 전송의 데이터 표준을 정립했다면,TCP/IP 4계층은 이를 실제로 사용하는 인터넷 표준인 셈이다.

 

TCP/IP는 2개의 계층으로 구분한다.

• TCP(상위계층) : 메세지나 파일을 작은 패킷으로 나누거나 재조립하여 송수신에 반영하는 일을 담당
• IP(하위계층) : 각 패킷의 주소 부분들을 처리하여 패킷들이 목적지로 정확히 송수신되도록 기능함

 

1) 네트워크 엑세스 계층

• 1계층
• Network Access Layer
• OSI 7계층에서 물리계층과 데이터링크 계층에 해당한다.
• HDD, SDD, 네트워크 카드 등 하드웨어적인 요소와 관련된 모든 것을 지원하는 계층
• CSMA/CD, MAC, LAN, X25, 패킷망, 위성 통신, 다이얼 모뎀 등 전송에 사용
• Ethernet(이더넷), Token Ring, PPP

2) 인터넷 계층

• 2계층
• Internet Layer
• OSI 7계층의 네트워크 계층에 해당한다.
• 상위 계층으로부터 받은 데이터의 IP 패킷 헤더를 붙여 IP 패킷을 만들고 이를 전송하는 역할이다.
• 통신 노드 간의 IP 패킷을 전송하는 기능 및 라우팅 기능을 담당
• IP, ARP, RARP, ICMP

 

3) 전송 계층

• 3계층
• Transport Layer
• OSI 7계층에서 전송계층(T.L)에 해당되며 네트워크 양단 호스트 사이에서 신뢰성있는 전송 기능을 제공한다.
• 정확한 패킷의 전송을 보장하는 TCP와 속도가 빠른 UDP 프로토콜을 이용한다.
• 통신 노드 간의 연결을 제어하고, 자료의 송수신을 담당
• TCP, UDP

 

4) 응용 계층

• 4계층
• Application Layer
• OSI 7계층에서 A-P-S(Application L, Presentation L, Session L)에 해당하고(5,6,7 계층)
• 응용 프로그램들이 네트워크, 웹 서비스, 메일 서비스 등을 가능하게 하는 표준적인 인터페이스를 제공한다.
• TCP/IP 기반의 응용 프로그램을 구분할 때 사용한다.
• TTP, FTP, Telnet, DNS, SMTP

 

 

 

3. OSI 7계층과 TCP/IP 4계층 비교

TCP/IP 4계층	OSI 7계층	Protocols
Application Layer	Application Layer	FTP, HTTP, Telnet
	Presentaion Layer	JPEG, MPEG
	Session Layer	NFS, SQL, PAP
Transport Layer	Transport Layer	TCP, UDP
Internet Layer	Network Layer	IPv4, IPv6
Network Access Layer	Data Link Layer	ARP, CDP, STP
	Physical Layer	Ethernet, Wi-Fi

1. TCP/IP 4계층은 OSI 모델보다 먼저 개발되었고, 서로 간의 계층은 정확하게 일치하지는 않는다.
2. 두 계층을 비교할 때, 세션(Session)과 표현(Presentation) 2개의 계층이 TCP/IP 계층에 없다.
3. TCP/IP 4계층은 인터넷이 발전되면서 표준화되어 신뢰성이 우수한 반면 OSI 7계층은 표준이지만 실질적 구현 예가 없어
   신뢰성이 저하되었다.
4. OSI 7계층은 장비 개발과 통신 자체를 어떠한 방식으로 표준으로 잡을지에 관련해 사용되는 반면에
   TCP/IP 4계층은 실질적인 통신 자체에서 많이 사용된다.

 

OSI	TCP/IP
7계층	4계층
ISO에서 개발	미정부기관 DARPA에서 개발을 시작하고, ARPANET을 통해 오늘날의 인터넷이 탄생
전송 계층은 연결 지향적	연결 지향적이고 비연결적
네트워크 계층을 사용하여 라우팅 표준 및 프로토콜을 정의한다.	인터넷 계층만 사용한다.
개방형 시스템 상호 연결을 나타낸다.	전송 제어 프로토콜을 나타낸다.