TCP/IP와 OSI 7Layer 개요

 TCP/IP와 OSI 7Layer 

 

■ TCP/IP​

TCP/IP 모델은 우리가 인터넷 통신에서 사용하는 모델로 알려져있다. 

1960년대 미​ 국방성(DOD)의 ARPA(Advanced Research Project Agency)의 연구원의 주도하에 만들어진 세계최초의 패킷 스위칭 네트워크인 ARPANET이 NCP(Network Control Program)이라는 전송 통신규약을 사용하고 있다가, 1983년 1월1일 ARPANET을 TCP/IP가 대체하여 지금의 인터넷으로 진화되어 사용이 되고있다.​

■ OSI 7Layers

OSI 모델 (Open Systems Interconnection reference model​)은 국제표준화기구인 ISO(International Organization for Standardization)에서 개발한 모델로 컴퓨터 네트워크 프로토콜과 통신의 역할을 각 계층으로 정리하여 나눠놓은 모델을 말한다. 상세하게 나뉘어진 계층을 통해 통신을 잘 이해할 수 있어서 교육용과 기술개발용으로 참조할 때에 사용이 되는 참조모델이다.

■ 각 모델의 계층 구조

두 모델의 계층의 구조는 다음 그림과 같이 조금 다르지만, 동일한 색으로 표기된 계층의 주요 역할은 동일하다.

TCP/IP 모델은 벤더사나 OS에 따라 다르게 표현하기도 하나 일반적으로 아래 그림과 같이 구성되어있다고 보면 된다.

OSI Model은 총 7개의 계층으로 구분되어 있고, 1~4계층은 데이터 전송을 위한 계층의 역할을 수행하고 5~6계층은 어플리케이션의 데이터 처리에 대한 역할을 수행한다. TCP/IP에서는 OSI 모델의 5~7계층을 Application 이라는 이름의 하나의 계층으로 구성되어 있다.

 

■ 상위 계층의 목적 및 각 계층의 역할

상위계층은 Data를 생성하는 것이 주 목적이며 사용자를 위한 계층이다.

 

7계층 : 사용자가 편리하게 사용할 수 있는 인터페이스(UI)를 제공한다.

6계층 : 어플리케이션 별로 이해가능한 포맷으로 데이터를 변환해주는 단계이며, 

         데이터의 암호화, 복호화, 압축 등의 기능도 제공한다.

5계층 : 양 끝단의 응용프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공한다.

 

■ 하위 계층의 목적 및 각 계층의 역할

하위계층은 Data를 전달하는 것이 주 목적이며 네트워크(컴퓨터)를 위한 계층이다.

데이터 전달을 하기 위해서는 출발지와 목적지를 구분할 수 있는 주소가 필요하고, 전달해주는 장비가 있어야 한다.

또한 각 계층의 역할을 수행하기 위한 프로토콜이 필요하다.

 

아래에서는 각 계층별로 필요한 주소, 프로토콜, 장비에 대해서 간략하게 정리해본다.

 

4계층 - Transport Layer

: 서비스를 구분하고 데이터의 전송을 담당하는 계층

4계층은 데이터를 전송하는데 가장 중요한 위치를 차지하고 있는 계층이다. 

상위계층에서 넘어온 데이터를 안전하게 전송할 수 있도록 통신의 제어기능을 제공하고, 수신한 데이터를 정확한 어플리케이션으로 전달해주는 역할을 한다.

 - 주소 : Port-number (서비스 구분번호)

 - 프로토콜 : TCP, UDP

 - 장비 : L4-Switch

 - 데이터 명칭 : L4 PDU, Segment

 

3계층 - Network Layer

: 논리적 주소를 기반으로 데이터 전송 경로를 결정하는 계층

물리적으로 구축된 도로와 건물들의 영역을 우편번호와 집주소로 구분하는 것과 같이, 통신이 가능한 물리적인 구역을 논리적으로 구분시켜 식별시켜준다. 나눠진 네트워크 내의 장비들이 서로 다른 네트워크의 장비와 통신하려 할 때 경로결정을 하는 역할도 한다. 

 - 주소 : IP, IPX, Apple-talk .. (IP를 대표적으로 사용)

 - 프로토콜 : ICMP, IGMP, ARP ..

 - 장비 :  L3 Switch, Router

 - 데이터 명칭 : L3 PDU, Packet

 

2계층 - Data-link Layer

: 물리적으로 구성된 네트워크 환경이며, 각각의 환경에 맞는 다양한 통신 프로토콜을 지원해주는 계층

구성 환경은 크게 Point-to-Point와 Multiple Access로 구분되며 Multiple Access는 Broadcast 통신이 가능한 BMA와 그렇지 않은 NBMA로 나눠진다.

 - 주소 : MAC (Ethernet 사용시)

 - 프로토콜 : Ethernet, Token-ring, HDLC, PPP, Frame-relay ..

 - 장비 : L2 Switch

 - 데이터 명칭 : L2 PDU, Frame

 - 네트워크 연결방식 3가지

  Point-to-Point : 1:1 방식으로 WAN통신에서 사용된다. (HDLC, PPP)

  BMA(Broadcast Multi Access) : 동시다발적인 통신이 가능하며 이더넷(LAN통신) 환경에서 사용된다.

  NBMA(Non Broadcast Multi Access) : 다수와 연결은 되어 있으나, 동시다발적인 전송은 불가능함 (WAN 통신)

 

1계층 - Physical Layer

: 데이터링크 계층에서 받은 bit열을 전기신호로 변경하여 전송해주는 계층

전기신호의 방식은 여러 가지가 있으며, 이러한 전기신호를 전송할 때 사용하는 케이블과 커넥터의 타입 등도 1계층에서 정의하고 있다. 

 - 장비 : Cable, Hub, Repeater

 - 데이터 명칭 : bit