[네트워크]OSI 7계층에 대하여

OSI 7계층은 참조형 모델이고, 실제로 사용하는 프로토콜은 TCP/IP 프로토콜 스택으로 구현되어 있다.

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🌐1계층: 물리 계층 (Physical Layer)

OSI 7계층 중 최하위 계층인 물리 계층은 데이터 전송의 가장 기초가 되는 단계입니다.

상위 계층에서 보낸 데이터를 전기적, 광학적 신호로 변환하여 실제 물리적인 매체를 통해 전달하는 역할을 합니다.

1. 주요 역할 및 특징

• 전기 신호 전달: 데이터를 전기적 신호로 변환하여 비트(0과 1) 단위로 전송하는 데 초점이 맞춰져 있습니다.
• 단순 중계: 들어온 신호를 재생성하거나 변환하여 그대로 전달하는 것이 목적입니다.
• 주소 개념 부재: 1계층 장비는 IP나 MAC 주소를 이해하지 못합니다. 따라서 신호가 들어온 포트를 제외한 모든 포트에 동일한 신호를 뿌리는 방식(Flooding)으로 동작합니다.

2. 물리 계층의 주요 장비

물리 계층 장비는 역할에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

분류	장비명	주요 역할
네트워크 중재	허브(Hub)	여러 대의 컴퓨터를 연결. 들어온 신호를 모든 포트로 복제하여 전송함.
	리피터(Repeater)	약해진 전기 신호를 증폭하고 재생성하여 더 멀리 보냄.
연결 매체	케이블(Cable)	데이터가 지나가는 물리적 통로 (ex. UTP, 광케이블).
	커넥터(Connector)	케이블의 끝단에서 장비와 연결되는 부분 (ex. RJ-45).
인터페이스	트랜시버(Transceiver)	컴퓨터의 랜카드와 케이블을 연결하여 신호를 송수신함.
모니터링	탭(TAP)	네트워크 모니터링을 위해 전기 신호를 다른 장비로 복제함.

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🌐 2계층: 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

물리 계층을 통해 송수신되는 정보를 우리가 알아볼 수 있는 데이터 형태로 처리하며, 정확한 주소로 통신이 되도록 정의하는 계층입니다.

1. 주요 역할 및 특징

• 데이터 처리: 전기 신호를 모아 의미 있는 데이터 형태로 처리하며 에러 탐지 역할을 수행합니다.
• MAC 주소 사용: 물리적 주소 체계인 MAC 주소를 통해 출발지와 목적지를 구분합니다.
• 흐름 제어 (Flow Control): 수신 측의 처리 능력에 맞춰 데이터 전송량을 조절하는 작업을 수행합니다.
• NIC의 필터링: 랜카드는 목적지 MAC 주소를 확인하여 본인의 것이 아니면 데이터를 폐기합니다.

2. 데이터 링크 계층의 주요 장비

분류	장비명	주요 역할
네트워크 스위칭	스위치(Switch)	MAC 주소를 학습하여 필요한 포트로만 데이터를 전달해 효율을 높임.
	브리지(Bridge)	MAC 주소를 기반으로 프레임을 통과시키거나 차단하여 네트워크를 연결.
인터페이스	네트워크 카드(NIC)	고유의 MAC 주소를 가지며 전기 신호를 데이터로 변환해 메모리에 적재.

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🌐 3계층: 네트워크 계층 (Network Layer)

IP 주소와 같은 논리적인 주소를 정의하고, 데이터가 목적지까지 가는 최적의 경로를 찾는 계층입니다.

1. 주요 역할 및 특징

• 논리적 주소 할당: 사용자가 환경에 맞게 변경 가능한 IP 주소를 사용하여 단말을 식별합니다.
• 경로 지정 (Routing): 네트워크 주소 정보를 이용해 원격지 네트워크로 가기 위한 경로를 지정합니다.
• 네트워크 구분: IP 주소 내의 네트워크 부분과 호스트 부분을 나누어 서로 다른 네트워크를 구분합니다.

2. 네트워크 계층의 주요 장비

분류	장비명	주요 역할
경로 제어	라우터(Router)	IP 주소를 이해하고 최적의 경로를 찾아 패킷을 목적지로 포워딩.
스위칭	L3 스위치	3계층 정보를 기반으로 라우팅 기능을 수행하는 고성능 스위치.

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🌐 4계층: 트랜스포트 계층 (Transport Layer)

하위 계층을 통해 전달되는 데이터들이 정상적으로, 그리고 신뢰성 있게 보내지도록 확인하는 계층입니다.

1. 주요 역할 및 특징

• 신뢰성 보장: 패킷 유실 시 재전송을 요청하거나 뒤바뀐 패킷 순서를 바로잡습니다.
• 시퀀스 & ACK: 패킷 헤더에 순서(Sequence)와 응답(ACK) 번호를 적어 통신 상태를 확인합니다.
• 애플리케이션 구분: 포트 번호(Port Number)를 사용하여 장치 내 여러 서비스를 구분합니다.

2. 트랜스포트 계층의 주요 장비

분류	장비명	주요 역할
부하 분산	로드 밸런서	포트 번호 등을 확인하여 여러 서버로 트래픽을 분산 처리.
보안	방화벽	4계층 정보를 이용해 보안 정책에 따라 패킷을 통과시키거나 차단.

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🌐 5, 6, 7계층: 상위 계층 (Session, Presentation, Application)

실제 애플리케이션 프로세스를 정의하고 사용자와 직접 상호작용하며 데이터를 표현하는 계층들입니다.

1. 계층별 역할 요약

• 5계층 (세션): 양 끝단의 연결(세션)을 성립, 유지, 관리하며 통신 중단 시 에러를 복구합니다.
• 6계층 (프레젠테이션): 데이터의 형식 차이를 해결하기 위해 암호화, 압축, 코드 변환(MIME 등)을 수행합니다.
• 7계층 (애플리케이션): 네트워크 소프트웨어의 UI나 사용자 입출력 부분을 정의하고 서비스를 수행합니다.

2. 상위 계층의 주요 요소

계층	주요 프로토콜	관련 장비 및 기술
7계층	HTTP, FTP, SMTP, TELNET	ADC, 차세대 방화벽(NGFW), WAF
6계층	TLS, SSH, AFP	데이터 암호화 및 압축 기술
5계층	RPC, NFS, SIP, L2TP	세션 관리 및 에러 복구 로직