OSI(Open Systems Interconnection) 7 계층은 네트워크 통신을 체계적으로 이해하고 문제를 해결하기 위해 국제표준기구(ISO)에서 정의한 네트워크 모델입니다. 이 계층 모델은 데이터가 송신지에서 수신지까지 전달되는 과정을 7단계로 나누어 설명하며, 각 계층은 특정한 역할을 수행합니다.
1. OSI 7 계층 개요
OSI 모델은 크게 **응용 계층(상위 계층)**과 **데이터 전달 계층(하위 계층)**으로 나뉩니다.
| 계층 | 이름 | 주요 역할 | 프로토콜/장비 |
|---|---|---|---|
| 7 | 응용 계층 (Application Layer) | 사용자 인터페이스 제공 | HTTP, FTP, SMTP |
| 6 | 표현 계층 (Presentation Layer) | 데이터 형식 변환, 암호화 | JPEG, MP3, SSL |
| 5 | 세션 계층 (Session Layer) | 연결 설정 및 유지, 세션 관리 | NetBIOS, RPC |
| 4 | 전송 계층 (Transport Layer) | 신뢰성 있는 데이터 전송 (TCP/UDP) | TCP, UDP |
| 3 | 네트워크 계층 (Network Layer) | IP 주소를 통한 데이터 라우팅 | IP, ICMP, 라우터 |
| 2 | 데이터 링크 계층 (Data Link Layer) | MAC 주소 기반 통신, 오류 감지 | 이더넷, 스위치, 브리지 |
| 1 | 물리 계층 (Physical Layer) | 실제 신호 전송 (비트) | UTP 케이블, 리피터 |
2. OSI 7 계층 상세 설명
① 1계층: 물리 계층 (Physical Layer)
- 역할: 데이터를 0과 1의 비트(Bit) 신호로 변환하여 전송
- 장비: 허브, 리피터, 네트워크 케이블 (UTP, 광케이블 등)
- 예시: Wi-Fi 신호, 전기적 신호, 빛, 라디오 주파수(RF)
② 2계층: 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)
- 역할: MAC 주소를 이용한 장치 간 데이터 전송, 오류 감지 및 수정
- 프로토콜: Ethernet, PPP, ARP, VLAN
- 장비: 스위치, 브리지
- 예시: LAN 환경에서 스위치가 MAC 주소를 기반으로 패킷을 전달
③ 3계층: 네트워크 계층 (Network Layer)
- 역할: IP 주소 기반의 데이터 패킷 전송 및 경로(Route) 결정
- 프로토콜: IP, ICMP, RIP, OSPF
- 장비: 라우터
- 예시: 인터넷을 통해 다른 네트워크와 통신 (IP 주소 기반 패킷 이동)
④ 4계층: 전송 계층 (Transport Layer)
- 역할: 데이터 흐름 제어, 신뢰성 있는 통신 제공 (TCP/UDP)
- 프로토콜: TCP (연결형, 신뢰성 높음), UDP (비연결형, 빠름)
- 예시:
- TCP: 웹사이트 접속(HTTP), 이메일(SMTP), 파일 전송(FTP)
- UDP: 실시간 스트리밍, VoIP, 온라인 게임
⑤ 5계층: 세션 계층 (Session Layer)
- 역할: 통신 세션을 설정, 유지, 종료
- 프로토콜: NetBIOS, RPC
- 예시: 원격 데스크톱 연결 유지, 로그인 세션 관리
⑥ 6계층: 표현 계층 (Presentation Layer)
- 역할: 데이터 인코딩/디코딩, 압축, 암호화
- 프로토콜: JPEG, MP3, SSL/TLS
- 예시: HTTPS를 통한 웹사이트 암호화, 동영상 파일 재생
⑦ 7계층: 응용 계층 (Application Layer)
- 역할: 사용자가 직접 접하는 네트워크 서비스 제공
- 프로토콜: HTTP, FTP, SMTP, DNS, POP3
- 예시: 웹 브라우저(Chrome, Edge), 이메일 클라이언트(Outlook, Gmail)
3. OSI 계층과 실제 네트워크 장비 비교
| 장비 | 관련 OSI 계층 | 기능 |
|---|---|---|
| 허브 | 1계층 (물리) | 단순 신호 증폭 및 중계 |
| 스위치 | 2계층 (데이터 링크) | MAC 주소 기반 데이터 전달 |
| 라우터 | 3계층 (네트워크) | IP 주소 기반 패킷 라우팅 |
| 방화벽 | 3~7계층 | 패킷 필터링, 보안 정책 적용 |
4. OSI 모델과 TCP/IP 모델 비교
OSI 모델 vs TCP/IP 모델
OSI 모델은 이론적 구조, TCP/IP는 실제 인터넷에서 사용되는 구조입니다.
| OSI 계층 | TCP/IP 계층 | 주요 프로토콜 |
|---|---|---|
| 7. 응용 계층 | 응용 계층 | HTTP, FTP, SMTP |
| 6. 표현 계층 | 응용 계층 | SSL, TLS |
| 5. 세션 계층 | 응용 계층 | NetBIOS, RPC |
| 4. 전송 계층 | 전송 계층 | TCP, UDP |
| 3. 네트워크 계층 | 인터넷 계층 | IP, ICMP, ARP |
| 2. 데이터 링크 계층 | 네트워크 액세스 계층 | Ethernet, PPP |
| 1. 물리 계층 | 네트워크 액세스 계층 | Wi-Fi, UTP |
5. OSI 모델의 중요성
✔ 네트워크 문제 해결: 계층별로 네트워크 장애를 분석할 수 있음
✔ 표준화된 통신 구조: 다양한 벤더(예: Cisco, Huawei)의 장비가 호환 가능
✔ 보안 강화: 계층별 보안 적용 가능 (예: SSL/TLS는 6계층 보안)
6. 결론
OSI 7 계층 모델은 네트워크 통신을 체계적으로 이해하는 데 필수적인 개념입니다. 실제 인터넷에서는 TCP/IP 모델을 기반으로 동작하지만, 네트워크 장애 분석 및 보안 정책 수립 시 OSI 모델이 유용하게 활용됩니다. OSI 모델을 숙지하면 네트워크 엔지니어링, 보안, 서버 관리 등 다양한 IT 분야에서 더 효과적으로 작업할 수 있습니다.
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