네트워크 ) OSI 7계층, TCP/IP 4계층 모델 그리고 OSI 7계층과 TCP/IP 4계층의 차이점

OSI 7계층 모델

OSI 7계층 모델은 네트워크 통신이 일어나는 과정을 7단계로 나눈 것을 말한다. 계층을 이렇게 나눈 이유는 통신이 일어나는 과정을 단계별로 파악하기 용이하기 때문이다. 특정 계층에서 이상이 생겼을 때 다른 계층은 놔두고 문제가 있는 계층만 고쳐서 문제를 해결할 수 있다.

하나씩 계층별로 살펴보도록 하자

1. 물리계층 (Physical Layer)
   • 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용하여 통신 케이블로 데이터를 전송한다.
   • 사용되는 통신 단위는 비트(bit)이며, 0또는 1만 나타낼 수 있다.
   • 단지 데이터를 전달만 할 뿐 전송하려는, 또는 받으려는 데이터가 무엇인지는 전혀 신경쓰지 않는다.
   • 대표적인 장치로 통신 케이블, 리피터, 허브 등이 있다.
2. 데이터 링크계층 (DataLink Layer)
   • 물리 계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 수행을 도와주는 역할을 한다.
   • 맥 주소(MAC Address)를 가지고 통신한다.
   • 전송되는 단위를 프레임(frame)이라고 하며, 대표적인 장비로는 브리지, 스위치 등이 있다.
   • 이더넷, 투 포인트 프로토콜(HDLC, ADCCP), 근거리 네트워크 프로토콜(LLC, ALOHA) 등이 있다.
3. 네트워크 계층 (Network Layer)
   • 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능(라우팅)을 한다.
   • 경로를 선택하고 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해주는 역할을 한다.
   • 대표적인 장비로 라우터, (라우팅 기능이 포함된)스위치가 있으며, IP 주소를 사용한다.
   • 데이터를 연결하는 다른 네트워크를 통해 전달함으로써 인터넷이 가능하게 만드는 계층이다.
4. 전송 계층 (Transport Layer)
   • 통신을 활성화하기 위한 계층이다. 보통 TCP 프로토콜을 사용하며, 포트를 열어서 응용 프로그램을 전송한다.
   • 양 끝단의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있게 해 주어, 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 한다.
   • 특정 연결의 유효성을 제어하고, 일부 프로토콜은 상태 개념이 있고 연결 기반이다. 전송 계층의 패킷들이 유효한지 확인하고 전송 실패한 패킷을 다시 전송함을 의미한다.
5. 세션 계층 (Session Layer)
   • 데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결을 한다.
   • 세션 설정, 유지, 종료, 전송 중단시 복구 등의 기능이 있다.
   • 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공한다.
   • TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다.
6. 표현 계층 (Presentation Layer)
   • 데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고, 암호화한다.
   • 코드 간의 번역을 담당하여 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로 덜어준다.
   • 예를 들면, EBCDIC로 인코딩된 문서 파일을 ASCII로 인코딩된 파일로 바꿔주는 것
   • 해당 데이터가 텍스트인지, 그림인지, GIF인지, JPG인지의 구분 등의 역할을 한다.
7. 응용 계층 (Application Layer)
   • 최종 목적지로서 HTTP, FTP, SMTP, Telnet 등과 같은 프로토콜이 있다.
   • 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행한다.
   • 네트워크 소프트웨어의 UI 부분, 사용자의 입출력 부분을 담당한다.

 

TCP/IP 4계층 모델

네트워크 전송 시 데이터 표준을 정리한 것이 OSI 7계층이었다면, 이 이론을 실제로 사용하는 인터넷 표준이 TCP/IP 4계층이다. TCP/IP는 2개의 계층으로 이루어진 프로그램이다.

상위 계층인 TCP는 메시지나 파일들을 좀 더 작은 패킷으로 나누어 인터넷을 통해 전송하는 일과 수신된 패킷들을 원래의 메시지로 재조립하는 일을 담당한다. 반면 하위 계층인 IP는 각 패킷의 주소 부분을 처리하며 패킷들이 목적지에 정확하게 도달할 수 있게 한다.

하나씩 계층별로 살펴보도록 하자.

1. 네트워크 인터페이스 계층 (Network Interface, Network Access)
   • OSI 계층의 1,2 계층에 해당된다.
   • TCP/IP 패킷을 네트워크 매체로 전달하는 것과 네트워크 매체에서 TCP/IP 패킷을 받아들이는 과정을 담당한다.
   • 에러 검출 기능과 패킷의 프레임화 기능을 수행한다.
   • 네트워크 접근 방법, 프레임 포맷, 매체에 대해 독립적으로 동작하도록 설계되었다.
   • 흐름 제어(Flow Control)는 Header(MAC)에서, 에러 제어(Error Control)는 Tailer(CRC)에서 수행한다.
2. 인터넷 계층 (Internet)
   • OSI 계층에서 3계층에 해당된다.
   • 어드레싱(addressing), 패키징(packaging), 라우팅(routing) 기능을 제공한다.
   • 논리적 주소인 IP를 이용한 노드간 전송과 라우팅 기능을 처리하게 된다.
   • 네트워크상 최종 목적지까지 정확하게 연결되도록 연결성을 제공한다.
   • 핵심 프로토콜은 IP, ARP, ICMP, IGMP 등이 있다.
3. 전송 계층 (Transport)
   • OSI 계층에서 3,4 계층에 해당된다.
   • 자료의 송수신을 담당한다.
   • 어플리케이션 계층의 세션과 데이터그램 통신서비스를 제공한다.
   • TCP/UDP가 핵심 프로토콜이다. TCP/UDP에 대한 구분을 하고 데이터에 대한 제어 정보가 여기에 포함된다.
4. 응용 프로그램 계층 (Application)
   
   • 다른 계층의 서비스에 접근할 수 있게 하는 어플리케이션을 제공한다.
   • 어플리케이션들이 데이터를 교환하기 위해 사용하는 프로토콜을 정의한다.
   • TCP/IP 네트워크를 사용하거나 관리하는 것을 도와주는 프로토콜이다.

 

OSI 7계층과 TCP/IP 4계층의 차이점

OSI 7계층과 TCP/IP 4계층의 차이점은 무엇일까요? OSI 7계층은 데이터 통신의 과정을 7개의 계층으로 분류한 모델이고, TCP/IP 4계층은 실제로 사용되는 프로토콜 스택입니다. 

OSI 7계층은 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층으로 구성되어 있습니다. 이에 반해, TCP/IP 4계층은 네트워크 액세스, 인터넷, 전송, 응용 계층으로 구성되어 있습니다. 

또한, OSI 7계층에서의 2계층은 "데이터링크"를 의미하고, 3계층은 "네트워크"를 의미합니다. TCP/IP 4계층에서는, 네트워크 액세스 계층은 OSI 2계층과 대응하며, 인터넷 계층은 OSI 3계층과 대응합니다. 

요약하면, OSI 7계층은 데이터 통신의 과정을 7개의 계층으로 분류한 모델이고, TCP/IP 4계층은 실제로 사용되는 프로토콜 스택입니다. 두 모델은 구조와 계층의 대응 관계에서 차이가 있습니다.