OSI 모델이란?

개방형 시스템 간 상호 연결 모델은 네트워크 통신을 7개의 계층으로 나눕니다. 이러한 계층은 네트워크 문제를 식별하는 데 유용합니다.

Share facebook icon linkedin icon twitter icon email icon

OSI 모델

학습 목표

이 글을 읽은 후에 다음을 할 수 있습니다:

  • OSI 모델 정의
  • OSI 모델의 7개 계층 식별
  • OSI 모델을 통해 데이터가 전송되는 방법 알아보기

OSI 모델이란?

개방형 시스템 상호 연결(OSI) 모델은 다양한 통신 시스템이 표준 프로토콜을 사용하여 통신할 수 있도록 국제 표준화 기구가 만든 개념 모델입니다. OSI는 다양한 컴퓨터 시스템의 상호 통신을 가능하게 하도록 하는 표준을 평이한 영어로 제공합니다.


OSI 모델은 컴퓨터 네트워킹을 위한 보편적인 언어로 생각할 수 있습니다. 이 모델은 통신 시스템을 7개의 추상적 계층으로 나누고 각각의 계층이 다른 계층 위에 얹히는 개념에 기초합니다.

undefined

OSI 모델의 각 계층은 특정한 작업을 처리하며 해당 계층의 상하에 있는 계층과 통신합니다. DDoS 공격은 네트워크 연결의 특정 계층을 표적으로 합니다. 애플리케이션 계층 공격은 계층 7을 표적으로 하며 프로토콜 계층 공격은 계층 3과 4를 표적으로 합니다.

OSI 모델이 중요한 이유는 무엇입니까?

최신 인터넷은 (더 간단한 인터넷 프로토콜 집합을 더 가깝게 따르고) OSI 모델을 엄격하게 따르지 않지만 OSI 모델은 여전히 네트워크 문제 해결에 매우 유용합니다. 노트북으로 인터넷을 접속하지 못하는 사람이든 수천 명의 사용자가 사용할 수있는 웹 사이트든 OSI 모델은 문제를 분해하고 문제의 원인을 분리하는 데 도움이 될 수 있습니다. 문제를 모델의 특정 계층으로 좁힐 수 있으면, 불필요한 작업을 많이 피할 수 있습니다.

OSI 모델의 7가지 계층은 무엇입니까?

OSI 모델의 7가지 추상 계층은 탑 다운 방식으로 다음과 같이 정의할 수 있습니다.

The Application Layer

7. 애플리케이션 계층

사용자의 데이터와 직접 상호 작용하는 유일한 계층입니다. 웹 브라우저 및 이메일 클라이언트 등의 소프트웨어 애플리케이션은 애플리케이션 계층에 의존해 통신을 시작합니다. 하지만, 클라이언트 소프트웨어 애플리케이션은 애플리케이션 계층에 포함되지 않는다는 것을 알아야 합니다. 애플리케이션 계층은 소프트웨어가 사용자에게 의미있는 데이터를 제시하기 위해 의존하는 프로토콜 및 데이터 조작을 담당합니다. 애플리케이션 계층 프로토콜에는 SMTP(단순 메일 전송 프로토콜: 이메일 통신을 가능하게 하는 프로토콜 중 하나임)와 HTTP가 포함됩니다.

The Presentation Layer

6. 프레젠테이션 계층

이 계층은 주로 데이터를 준비하는 역할을 통해 애플리케이션 계층이 이를 사용할 수 있게 합니다. 즉, 계층 6은 애플리케이션이 소비할 수 있도록 데이터를 프레젠테이션합니다. 프레젠테이션 계층은 거래, 암호화, 데이터 압축을 담당합니다.


서로 통신하는 두 개의 통신 장치는 서로 다른 인코딩 방법을 사용하고 있을 수 있으므로, 계층 6은 수신 장치의 애플리케이션 계층이 이해할 수 있는 구문으로 수신 데이터를 변환하는 일을 담당합니다.


장치가 암호화된 연결을 통해 통신하는 경우 계층 6은 최종 송신자에게 암호화를 추가할 뿐만 아니라 최종 수신자에게 암호화를 디코딩하여 암호화되지 않은 읽기 쉬운 데이터로 애플리케이션 계층을 제시할 수 있도록 하는 역할을 합니다.


마지막으로, 프레젠테이션 계층은 애플리케이션 계층에서 수신한 데이터를 계층 5로 전송하기 전에 압축하는 일도 담당합니다. 전송할 데이터의 양을 최소화함으로써 통신의 속도와 효율을 높이는 데 도움이 됩니다.

The Session Layer

5. 세션 계층

두 기기 사이의 통신을 시작하고 종료하는 일을 담당하는 계층입니다. 통신이 시작될 때부터 종료될 때까지의 시간을 세션이라고 합니다. 세션 계층은 교환되고 있는 모든 데이터를 전송할 수 있도록 충분히 오랫동안 세션을 개방한 다음 리소스를 낭비하지 않기 위해 세션을 즉시 닫을 수 있도록 보장합니다.


또한 세션 계층은 데이터 전송을 체크포인트와 동기화합니다. 예를 들어, 100MB의 파일이 전송되는 경우 세션 계층이 5MB마다 체크포인트를 설정할 수 있습니다. 52MB가 전송 된 후 연결이 끊어 지거나 충돌이 발생하면 마지막 체크 포인트에서 세션을 재개하는 것이 가능합니다. 즉, 50MB의 데이터만 더 전송하면 됩니다. 체크 포인트가 없으면 전체 전송을 처음부터 다시 시작해야 합니다.

The Transport Layer

4. 전송 계층

계층 4는 두 기기 간의 종단 간 통신을 담당합니다. 여기에는 세션 계층에서 데이터를 가져와서 계층 3으로 보내기 전에 세그먼트라고하는 조각으로 분할하는 일이 포함됩니다. 수신 기기의 전송 계층은 세그먼트를 세션 계층이 이용할 수 있는 데이터로 재조립해야 합니다.


전송 계층은 흐름 제어 및 오류 제어도 담당합니다. 흐름 제어는 최적의 전송 속도를 결정하여, 연결 속도가 빠른 발신자가 연결 속도가 느린 수신자를 압도하지 않도록 보장합니다. 또한, 수신된 데이터가 완전한지 확인하고, 완전하지 않은 경우 재전송을 요청해 수신 측의 오류 제어도 수행합니다.

The Network Layer

3. 네트워크 계층

네트워크 계층은 두 개의 상이한 네트워크 간의 데이터 전송을 촉진하는 일을 담당합니다. 통신 중인 두 대의 기기가 동일한 네트워크에 있다면, 네트워크 계층이 필요하지 않습니다. 네트워크 계층은 발신자의 기기에서 전송 계층의 세그먼트를 패킷이라고하는 더 작은 단위로 분리하고 수신 장치에서 이러한 패킷을 재조립합니다. 또한, 네트워크 계층은 데이터가 대상에 도달할 수 있는 최상의 물리적 경로를 찾습니다. 이를 라우팅이라고합니다.

The Data Link Layer

2. 데이터 연결 계층

데이터 연결 계층은 네트워크 계층과 매우 유사하지만, 동일한 네트워크에 있는 두 기기 간의 전송을 촉진한다는 점에서 차이가 있습니다. 데이터 연결 계층은 네트워크 계층에서 패킷을 가져와 프레임이라고하는 더 작은 조각으로 나눕니다. 네트워크 계층과 마찬가지로 네트워크 내 통신의 흐름 제어 및 오류 제어도 담당합니다(전송 계층은 네트워크 간 통신의 흐름 제어 및 오류 제어만 수행함).

The Physical Layer

1. 물리적 계층

이 계층은 케이블, 스위치 등 데이터 전송과 관련된 물리적 장치를 포함합니다. 또한, 이 계층에서 데이터가 1과 0으로 구성된 문자열인 비트 스트림으로 변환됩니다. 두 기기에서 1과 0을 구별할 수 있도록 두 기기의 물리적 계층이 신호 규칙에 합의해야 합니다.

OSI 모델을 통해 데이터가 전송되는 방법

네트워크를 통해 사람이 읽을 수 있는 정보를 장치 간에 전송하려면 데이터가 송신 장치에서 OSI 모델의 7가지 계층 아래로 이동한 다음 최종 수신자에서 7가지 계층 위로 이동해야 합니다.


예: 쿠퍼 씨가 파머 씨에게 이메일을 보내려고 합니다. 쿠퍼 씨는 자신의 노트북에 있는 이메일 애플리케이션에서 메시지를 작성하고 '발송'을 누릅니다. 쿠퍼 씨의 이메일 애플리케이션이 이메일 메시지를 애플리케이션 계층으로 넘기면, 애플리케이션 레이어는 프로토콜(SMTP)을 선택하고, 데이터를 프레젠테이션 계층으로 전달합니다. 프리젠테이션 계층이 압축한 데이터는 세션 계층에 도달하고, 세션 계층은 세션을 시작합니다.


이제 데이터는 발신자의 전송 계층으로 넘어가 세그먼트로 나눠지게 되며, 이 세그먼트는 네트워크 계층에서 패킷으로 다시 나눠지고, 이는 데이터 연결 계층에서 프레임으로 나눠집니다. 데이터 링크 계층은 해당 프레임을 물리적 계층으로 전달하며, 물리적 계층은 데이터를 1과 0의 비트스트림으로 변환하고 물리적 매체(예: 케이블)를 통해 전송합니다.


파머 씨의 컴퓨터가 물리적 매체(예: 와이파이)를 통해 비트스트림을 수신하면, 데이터는 반대 순서로 계층을 지나게 됩니다. 먼저 물리적 계층은 비트 스트림을 1과 0에서 프레임으로 변환해 데이터 연결 계층으로 넘깁니다. 데이터 연결 계층은 프레임을 패킷으로 재조립해 네트워크 계층으로 넘깁니다. 네트워크 계층은 패킷으로 세그먼트를 만들어 전송 계층으로 넘기고, 전송 계층은 세그먼트를 재조립해 하나의 데이터를 만듭니다.


이제 데이터는 수신자의 세션 계층으로 흐르고, 세션 계층이 이 데이터를 프리젠테이션 계층으로 넘기면, 통신 세션이 종료됩니다. 이제 프레젠테이션 계층은 압축을 제거하고 원본 데이터를 애플리케이션 계층으로 넘깁니다. 애플리케이션 계층은 사람이 읽을 수 있는 데이터를 파머 씨의 이메일 소프트웨어에 제공하고, 파머 씨는 자기 노트북 화면에서 이메일 소프트웨어를 통해 쿠퍼 씨의 이메일을 읽을 수 있게 됩니다.