Jins' Dev Inside

OSI 7 계층은 컴퓨터 네트워크를 이해하는 데 있어서 빼놓을 수 없는 개념이다.

면접에서 기본기 확인 용도로 많이 물어보기도 하는 개념으로 너무나 기본적으로 알고 있어야 하는 내용이다.

OSI 7계층이란 인터넷을 위한 네트워크 연결 표준으로 응용, 표현, 세션, 전송, 네트워크, 데이터링크, 물리 계층의 7계층으로 나뉘어져있다. 데이터를 전송할때마다 각각의 층에서 인식할 수 있는 헤더를 붙이게 되는데 이를 캡슐화라고 한다.

컴퓨터에서 소켓을 통해 인터넷으로 데이터를 전송할 때, 컴퓨터들 사이에서 이를 이해할 수 있는 공통의 포맷을 만들어두었다고 이해하면 쉽다. 다음 그림을 참고하자.

왼쪽과 오른쪽에는 Pack 과 Unpack 이라는 두개의 화살표가 있다. OSI 의 각 계층을 어떤식으로 통과하는지를 이해하기 쉽게 표현한 그림이다.

이해를 돕자면, 메시지를 네트워크로 전송할 때에는 왼쪽의 화살표 방향대로 OSI 의 각 계층을 따라 내려가면서 헤더를 추가한다.

그리고, 네트워크로부터 메시지를 전송받을 시에는 OSI의 아랫쪽 계층부터 위로 올라오면서 차례대로 Header 를 분석해서 최종적인 Message 를 받는다.

추가 설명 이전에 각 계층에 대해 먼저 알아보자.

- 7계층은 응용 계층(Application Layer)으로 HTTP, DNS, FTP 등의 프로토콜이 사용되며 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 해주는 계층이다. 서비스를 제공한다.

- 6계층은 표현 계층(Presentation Layer)으로 데이터를 정해진 표현 형태로 변환한다. 확장자나 인코딩 등이 포함된다.

- 5계층은 세션 계층(Session Layer)으로 포트 연결이라고도 할 수 있다. 상호간의 세션이 유효한지 확인하고 설정하며, SSH, TLS 등의 프로토콜이 포함된다. 포트 번호를 기반으로 통신 세션을 구성한다.

- 4계층은 전송 계층(Transport Layer)으로 엔드포인트 간 제어와 에러를 관리한다. 여기서 붙은 헤더를 세그먼트(TCP의 경우, UDP의 경우 Datagram이라 한다.)라 하며 TCP, UDP 등의 프로토콜이 포함된다. 세그먼트에 Port 정보가 포함된다. 이 계층의 장비로는 게이트웨이가 있다.

- 3계층은 네트워크 계층(Network Layer)으로 이곳에서 붙는 헤더를 패킷이라 한다. 노드 대 노드 간 연결을 위해 존재하며 대표적 프로토콜은 IP이다. 이 계층의 장비로는 라우터가 있다.

- 2계층은 데이터 링크 계층(Data Link Layer)으로 이곳에서 붙는 헤더를 프레임이라 한다. MAC 어드레스간 주소 접근을 담당한다. 이 계층의 장비에는 브릿지, 스위치가 있다.

- 1계층은 물리 계층(Physical Layer)으로 bit 흐름을 전송하기 위한 기능을 조정하며 이더넷 프로토콜이 여기에 해당된다. 이 계층의 장비는 허브 또는 리피터라 한다.

 주목해서 보면 좋은 계층은 2~4 계층이다. 이 부분이 디바이스로 직접 연결을 담당하는 계층들이다.

IP, MAC Address, Port 정보가 모두 포함되기 때문에 방대한 인터넷 연결에 있어서 실제 상대방의 주소를 찾기 위한 헤더 정보는 전부 이 계층에 포함된다. 

바꿔말하면 들어온 패킷의 해당 정보들이 디바이스와 맞지 않다면 해당 계층에서 걸러진다. 좀 더 응용해보자면, 통신을 중계하기 위해서는 해당 계층들의 역할을 수행할 수 있는 장비가 필요하다.

그 위의 계층은 잘 알려진 TCP/SSH/HTTP 등의 프로토콜을 기술하고 맨 윗 계층에서 사용자는 실제 Application 을 통해 메시지를 받을 수 있다.