[CCNA/네트워크] 3. OSI 참조 모델 ( OSI 7계층 )
지난 포스팅에서는 프로토콜과 캡슐화에 대해서 살펴 보았다.
이번 포스팅에서는 단계적으로 추가되는 프로토콜 헤더, 즉 캡슐화 과정
이 전체적으로 어떤 단계를 거쳐 여러 프로토콜에 의한
캡슐화가 일어나는지 알아보기 위해, OSI 참조 모델을 정리할 것이다.
OSI 참조 모델이란, 우리가 이용하는 응용 프로그램에서부터
물리적으로 전기신호가 전달되는 밑단까지
데이터가 전송될 때 거치는 구간들을 계층으로 나누어 놓은 모델이다.
현재는 세부적으로는 7계층 모델을 표준으로 사용하고 있으며,
데이터를 생성하는 상위 계층(5, 6, 7)과
데이터를 전송하는 하위 계층(1, 2, 3, 4)으로 구분된다.
데이터를 생성해 전송할 때에는,
이 각각의 계층에서 데이터를 처리하면서 캡슐화가 진행되고
캡슐화한 이후의 데이터를 하위 계층으로 보낸다.
모든 캡슐화 과정이 이루어진 후, 데이터는 전송되고
데이터를 수신해 처리할 때에는,
전송된 데이터를 수신한 뒤, 바깥쪽의 프로토콜 헤더를 벗겨 가며
필요한 데이터를 상위 계층으로 보내고, 최종 목적지에 도달하면
해당 데이터를 처리한다.
위의 그림에서 Application Layer, Presentation Layer, Session Layer가
상위 계층에 속하고, Transport, Network, Data Link, Physical Layer가 하위 계층
에 속하는 레이어들이다.
이전 포스팅에서 말한 것처럼, 데이터 생성 이후에 여러 개의
프로토콜 헤더가 붙게 되는데, Session Layer까지를 통해서 데이터(PDU)가 생성되고
그 이후 전송에 필요한 프로토콜 헤더들이 붙게 되는 것이다.
물론 데이터 생성 시에도 프로토콜들이 붙는다! 전송보다는 데이터에 대한
설명 등을 담고있는! 아무튼 이런 방식으로
프로토콜 헤더들이 전부 붙고 나면, 1 Layer ( Physical Layer ) 에서 데이터를
전기 신호로 변환하게 되고, 네트워크를 거쳐 수신 측에 도달하게 된다.
이 후 프로토콜 헤더가 붙여진 역순으로 벗겨지면서 상위 계층까지 데이터가 도달한다.
이런 원리를 통해 각 계층에서 추가한 헤더는 수신 측의 동일한 계층에서만
확인이 가능하다. 즉, 동일한 계층끼리만 통신이 가능하다는 의미이다.
그럼 각각의 계층에서 하는 역할을 살펴보자.
주의할 것은 이 계층이라는 개념은 실제로 딱딱 나누어져 있다기 보다는,
데이터가 운용되는 영역을 개념적으로 나누어놓은 곳이라고 생각하고
이해하는 것이 편하다.
아마도 처음 읽는 사람들은 읽고 바로 이해가 안되는 것이 정상이다. 다른
개념들과 같이 합쳐질 때 어떤 식으로 계층이 나누어져 있는지 이해가 되기
때문에 이해가 안되더라도 그냥 한 번 읽어보고, 이 후 다루는 내용들과 함께
이해해 가는 것이 좋을 것이다
이번 포스팅에서는 단계적으로 추가되는 프로토콜 헤더, 즉 캡슐화 과정
이 전체적으로 어떤 단계를 거쳐 여러 프로토콜에 의한
캡슐화가 일어나는지 알아보기 위해, OSI 참조 모델을 정리할 것이다.
OSI 참조 모델이란, 우리가 이용하는 응용 프로그램에서부터
물리적으로 전기신호가 전달되는 밑단까지
데이터가 전송될 때 거치는 구간들을 계층으로 나누어 놓은 모델이다.
현재는 세부적으로는 7계층 모델을 표준으로 사용하고 있으며,
데이터를 생성하는 상위 계층(5, 6, 7)과
데이터를 전송하는 하위 계층(1, 2, 3, 4)으로 구분된다.
데이터를 생성해 전송할 때에는,
이 각각의 계층에서 데이터를 처리하면서 캡슐화가 진행되고
캡슐화한 이후의 데이터를 하위 계층으로 보낸다.
모든 캡슐화 과정이 이루어진 후, 데이터는 전송되고
데이터를 수신해 처리할 때에는,
전송된 데이터를 수신한 뒤, 바깥쪽의 프로토콜 헤더를 벗겨 가며
필요한 데이터를 상위 계층으로 보내고, 최종 목적지에 도달하면
해당 데이터를 처리한다.
위의 그림에서 Application Layer, Presentation Layer, Session Layer가
상위 계층에 속하고, Transport, Network, Data Link, Physical Layer가 하위 계층
에 속하는 레이어들이다.
이전 포스팅에서 말한 것처럼, 데이터 생성 이후에 여러 개의
프로토콜 헤더가 붙게 되는데, Session Layer까지를 통해서 데이터(PDU)가 생성되고
그 이후 전송에 필요한 프로토콜 헤더들이 붙게 되는 것이다.
물론 데이터 생성 시에도 프로토콜들이 붙는다! 전송보다는 데이터에 대한
설명 등을 담고있는! 아무튼 이런 방식으로
프로토콜 헤더들이 전부 붙고 나면, 1 Layer ( Physical Layer ) 에서 데이터를
전기 신호로 변환하게 되고, 네트워크를 거쳐 수신 측에 도달하게 된다.
이 후 프로토콜 헤더가 붙여진 역순으로 벗겨지면서 상위 계층까지 데이터가 도달한다.
이런 원리를 통해 각 계층에서 추가한 헤더는 수신 측의 동일한 계층에서만
확인이 가능하다. 즉, 동일한 계층끼리만 통신이 가능하다는 의미이다.
그럼 각각의 계층에서 하는 역할을 살펴보자.
주의할 것은 이 계층이라는 개념은 실제로 딱딱 나누어져 있다기 보다는,
데이터가 운용되는 영역을 개념적으로 나누어놓은 곳이라고 생각하고
이해하는 것이 편하다.
아마도 처음 읽는 사람들은 읽고 바로 이해가 안되는 것이 정상이다. 다른
개념들과 같이 합쳐질 때 어떤 식으로 계층이 나누어져 있는지 이해가 되기
때문에 이해가 안되더라도 그냥 한 번 읽어보고, 이 후 다루는 내용들과 함께
이해해 가는 것이 좋을 것이다
- 상위 계층
7. Application Layer : 사용자 인터페이스를 제공하는 계층으로, 응용프로그램과
상호작용하여 사용자에게 서비스를 제공하는 계층이다. 데이터의 성격에 따라
다양한 프로토콜을 사용하며, 이곳에서 어떤 프로토콜을 사용하느냐에 따라
4계층(Transport)에서 붙게 되는 프로토콜의 종류가 결정이 된다.
왜일까? Transport 계층은 주로 WAN 네트워크를 거쳐 데이터를 전송할 때 필요한
프로토콜 헤더를 붙이는 계층인데, 이 때 어플리케이션 계층에서 송신하는
데이터의 특징에 따라서 신뢰성이 높은 전송 방식(프로토콜)을 택할 지, 실시간성이
높은 전송 방식을 택할 지가 결정되기 때문이다.
예를 들어 웹 서버 접속 프로토콜(HTTP)의 경우 지속적인 연결의 안정성과
다양한 세부 기능을 제공할 필요가 있으므로, TCP 프로토콜을 이용하게 된다.
아래의 내용은 어플리케이션 프로토콜과 그에 해당하는 4계층 프로토콜을 정리한 것이다
프로토콜의 옆에 붙은 숫자는 사용하는 포트 번호이다
Transport(4 Layer) Application(7 Layer)
TCP HTTP(80), TELNET(23), SSH(22), FTP(20/21) SMTP(25), POP3(110)
UDP DNS(53), DHCP(67/68), TFTP(69), SNMP(161)
포트 번호란, Transport(4) 계층에서 사용하는 주소로서, 호스트에 도착한 후
해당 어플리케이션을 찾아가기 위한 주소라고 생각하면 된다.
6. Presentation : Presentation 계층은 데이터를 표현하는 방식을 결정하는 계층으로,
주로 암호화, 문자 변환, 압축에 이용되는 정보를 표현하는 기능을 한다.
어플리케이션 계층으로부터 온 데이터를 아래의 세션 계층이 이해하기 쉽도록
정보를 변환하는 역할을 한다.
5. Session : 어플리케이션이 통신 연결을 하기 위한 옵션을 결정하고, OS와의
논리적인 연결을 수행한다. 통신의 시작과 종료를 제어하는 계층이다.
4. Transport : 실제 데이터 전송을 위한 세부 동작을 위해 존재하는 계층이다.
데이터의 혼잡 및 흐름 제어, 오류 확인 등을 담당하며 사용하는 프로토콜에는
TCP와 UDP가 있다. Session 계층까지 생성된 데이터(PDU)에 Trasnport Layer의
프로토콜 헤더가 붙어 처리되는 데이터를 Segment라고 한다.
3. Network : Transport 계층으로부터 전달된 Segment에 IP 프로토콜과 IP 주소를
사용하여 데이터의 목적지에 도달할 수 있게 하는 경로를 선출하고
데이터의 전송이 이루어진다. 이렇게 다른 호스트로의 데이터 전송을 담당한다.
단, 실제로 데이터를 전송하는 것은 네트워크 장비가 수행하는 것이고,
프로토콜을 이용하는 것은 단지 그 전송을 돕기 위한 것으로, 둘의 차이를
확실히 인지해야 한다.
Segment에 IP헤더가 붙어 처리되는 데이터를 Packet이라고 한다.
우리가 이용하는 인터넷은 4계층(Transport Layer)의 TCP와
3계층(Network Layer)의 IP가 함께 사용되어 구현된 서비스이다.
2. Data Link : 로컬 환경 내에서 네트워크 전송 장비를 통한 데이터의 전송을 담당한다.
LAN 환경과 WAN 환경에서 이용하는 프로토콜이 다른데, 상위 계층의 프로토콜인
IP와 주로 함께 사용된다. 아래는 각 네트워크 환경에 따라 이용하는 Data Link 계층의
프로토콜이다.
LAN : Ethernet, Token Ring, FDDI
WAN : PPP, HDLC, Frame-Relay
* 여기서 언급한 로컬 환경이라는 것은 말 그대로 지역 환경으로서, 데이터를
다루고 있는 호스트(장비)가 포함된 근방 네트워크를 의미한다. 따라서 WAN 환경에
존재하는 장비(주로 라우터)의 입장에서 로컬 환경이라 하면, PC 호스트의
입장에서 이야기하는 LAN과는 차이가 있는 것이다.
1. Physical : 물리 계층은 통신하는 네트워크 장비로 데이터를 전기 신호로 출력한다
상위 계층에서 넘겨 받은 데이터를 전기 신호로 변환, 물리적인 매체로 출력하며
따라서 물리 계층 프로토콜은 말 그대로 연결 선(ex. 랜선)등을 의미한다.
LAN구간과 WAN구간에서 사용하는 물리 계층 프로토콜은 다음과 같다
LAN : 100Base-TX, IEEE 802.3 Ethernet, IEE 802.5 Token Ring, FDDI
WAN : EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, V.24, V.35, T1, E1
* 주의할 점은, 이전에 설명했던 LAN과 WAN이 이 OSI 7계층의 각각 어디에
해당하는 지 맞춰서 이해하려고 하지 말아야 한다.
명확히 매칭이 되는 개념도 아닐 뿐더러,
실제로 어떻게 동작하는지 확인을 하게 되면 자연스럽게 두 개념이 이해가 되므로
일단은 따로따로 이해하는게 좋은 것 같다.(내가 그렇다 지금)
상호작용하여 사용자에게 서비스를 제공하는 계층이다. 데이터의 성격에 따라
다양한 프로토콜을 사용하며, 이곳에서 어떤 프로토콜을 사용하느냐에 따라
4계층(Transport)에서 붙게 되는 프로토콜의 종류가 결정이 된다.
왜일까? Transport 계층은 주로 WAN 네트워크를 거쳐 데이터를 전송할 때 필요한
프로토콜 헤더를 붙이는 계층인데, 이 때 어플리케이션 계층에서 송신하는
데이터의 특징에 따라서 신뢰성이 높은 전송 방식(프로토콜)을 택할 지, 실시간성이
높은 전송 방식을 택할 지가 결정되기 때문이다.
예를 들어 웹 서버 접속 프로토콜(HTTP)의 경우 지속적인 연결의 안정성과
다양한 세부 기능을 제공할 필요가 있으므로, TCP 프로토콜을 이용하게 된다.
아래의 내용은 어플리케이션 프로토콜과 그에 해당하는 4계층 프로토콜을 정리한 것이다
프로토콜의 옆에 붙은 숫자는 사용하는 포트 번호이다
Transport(4 Layer) Application(7 Layer)
TCP HTTP(80), TELNET(23), SSH(22), FTP(20/21) SMTP(25), POP3(110)
UDP DNS(53), DHCP(67/68), TFTP(69), SNMP(161)
포트 번호란, Transport(4) 계층에서 사용하는 주소로서, 호스트에 도착한 후
해당 어플리케이션을 찾아가기 위한 주소라고 생각하면 된다.
6. Presentation : Presentation 계층은 데이터를 표현하는 방식을 결정하는 계층으로,
주로 암호화, 문자 변환, 압축에 이용되는 정보를 표현하는 기능을 한다.
어플리케이션 계층으로부터 온 데이터를 아래의 세션 계층이 이해하기 쉽도록
정보를 변환하는 역할을 한다.
5. Session : 어플리케이션이 통신 연결을 하기 위한 옵션을 결정하고, OS와의
논리적인 연결을 수행한다. 통신의 시작과 종료를 제어하는 계층이다.
- 하위 계층
4. Transport : 실제 데이터 전송을 위한 세부 동작을 위해 존재하는 계층이다.
데이터의 혼잡 및 흐름 제어, 오류 확인 등을 담당하며 사용하는 프로토콜에는
TCP와 UDP가 있다. Session 계층까지 생성된 데이터(PDU)에 Trasnport Layer의
프로토콜 헤더가 붙어 처리되는 데이터를 Segment라고 한다.
3. Network : Transport 계층으로부터 전달된 Segment에 IP 프로토콜과 IP 주소를
사용하여 데이터의 목적지에 도달할 수 있게 하는 경로를 선출하고
데이터의 전송이 이루어진다. 이렇게 다른 호스트로의 데이터 전송을 담당한다.
단, 실제로 데이터를 전송하는 것은 네트워크 장비가 수행하는 것이고,
프로토콜을 이용하는 것은 단지 그 전송을 돕기 위한 것으로, 둘의 차이를
확실히 인지해야 한다.
Segment에 IP헤더가 붙어 처리되는 데이터를 Packet이라고 한다.
우리가 이용하는 인터넷은 4계층(Transport Layer)의 TCP와
3계층(Network Layer)의 IP가 함께 사용되어 구현된 서비스이다.
2. Data Link : 로컬 환경 내에서 네트워크 전송 장비를 통한 데이터의 전송을 담당한다.
LAN 환경과 WAN 환경에서 이용하는 프로토콜이 다른데, 상위 계층의 프로토콜인
IP와 주로 함께 사용된다. 아래는 각 네트워크 환경에 따라 이용하는 Data Link 계층의
프로토콜이다.
LAN : Ethernet, Token Ring, FDDI
WAN : PPP, HDLC, Frame-Relay
* 여기서 언급한 로컬 환경이라는 것은 말 그대로 지역 환경으로서, 데이터를
다루고 있는 호스트(장비)가 포함된 근방 네트워크를 의미한다. 따라서 WAN 환경에
존재하는 장비(주로 라우터)의 입장에서 로컬 환경이라 하면, PC 호스트의
입장에서 이야기하는 LAN과는 차이가 있는 것이다.
1. Physical : 물리 계층은 통신하는 네트워크 장비로 데이터를 전기 신호로 출력한다
상위 계층에서 넘겨 받은 데이터를 전기 신호로 변환, 물리적인 매체로 출력하며
따라서 물리 계층 프로토콜은 말 그대로 연결 선(ex. 랜선)등을 의미한다.
LAN구간과 WAN구간에서 사용하는 물리 계층 프로토콜은 다음과 같다
LAN : 100Base-TX, IEEE 802.3 Ethernet, IEE 802.5 Token Ring, FDDI
WAN : EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, V.24, V.35, T1, E1
* 주의할 점은, 이전에 설명했던 LAN과 WAN이 이 OSI 7계층의 각각 어디에
해당하는 지 맞춰서 이해하려고 하지 말아야 한다.
명확히 매칭이 되는 개념도 아닐 뿐더러,
실제로 어떻게 동작하는지 확인을 하게 되면 자연스럽게 두 개념이 이해가 되므로
일단은 따로따로 이해하는게 좋은 것 같다.(내가 그렇다 지금)
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