[풀스택] OSI 7 Layer

 

 

 

* OSI 7 Layer

• 컴퓨터 소프트웨어와 하드웨어를 통신 관점에서 이해하는 모델 

The Open Systems Interconnection model (OSI model) is
a conceptual model that characterizes and standardizes the communication functions of a telecommunication or computing system without regard to its underlying internal structure and technology.

Its goal is the interoperability of diverse communication systems with standard protocols.

The model partitions a communication system into SEVEN abstraction layers.

 

 

 

Communication between peer layers

• 위 아래 관계 - 위에서 받으면 할 일을 하고, 아래로 내린다. 
• 의미있는 일은 같은 계층 (peer) 간 이루어진다. 
• ex) 구글 웹에 접속할 때, 유선이든 무선이든 이동 통신을 하든 -> 위에 있는 웹 브라우저는 영향을 받지 않는다.

 

 

 

Data processing by two communicating devices is done as such:

The data to be transmitted is composed at the topmost layer of the transmitting device (layer N) into a protocol data unit (PDU). -> N 레이어에서 N-1 레이어로 보내는 데이터 유닛을 PDU

The PDU is passed to layer N-1, where it is known as the service data unit (SDU).

At layer N-1 the SDU is concatenated with a header, a footer, or both, producing a layer N-1 PDU. It is then passed to layer N-2. 

The process continues until reaching the lowermost level, from which the data is transmitted to the receiving device.

At the receiving device the data is passed from the lowest to the highest layer as a series of SDUs while being successively stripped from each layer's header or footer, until reaching the topmost layer, where the last of the data is consumed.

 

 

 

https://tutledeveoper.wordpress.com/2017/11/02/osi-7-layer/

 

 

 

 

1. Physical (Layer 1)
: Transmission and reception of raw bit streams over a physical medium

• 유선이야 무선이야 등등 -> 물리적인 매체를 다룸
• 전기과, 소재과, 전자과 관련 layer -> 1계층에서 0과 1을 보냄 , 통상 하드웨어로 구현
• 푸리에 트랜스폼, 정보를 보내는 것에 대한 속도를 고려
• layer 1과 layer 2를 주로 묶는다 (밀결합) 
• 하드웨어 부품이기에, 하나로 합쳐져서 만들어진다.

 

2. Datalink (Layer 2)
: Reliable transmission of data frames between two adjacent nodes connected by a physical layer

• 무선랜 속도가 늦어진 것? 손실이 발생한 것
• 사람이 지나가며 간섭이 발생하면, 에러가 날 수 있다. 
• 0과 1을 잘못 보냈을 때, 에러를 검출하고 복구하는 계층 
• Flow control 역할 - 그만 보내, 더 보내도 돼 등등 속도 조절하는 것

 

3. Network (Layer 3)
: Structuring and managing a multi-node network, including addressing, routing and traffic control

• 두 기기를 연결하는 것 -> 전자과 과목, 커뮤니케이션
• 3대 이상 -> 네트워크 (ABC 누구에게 보내야하는지 logic 고민)
• 라우터 (루트 -> 길) 
  • 어느 길로 보낼 지 판단이 필요하다.
  • 여기부터 소프트웨어의 영역 
  • 위 3 layer 로 구성된 초기의 인터넷 -> 이 셋은 수업에서 빠진다.

 

4. Transport (Layer 4)
: Reliable transmission of data segments between remote application processes,
including segmentation, acknowledgement and multiplexing

• 이 수업은 4계층 부터 쌓아올린다. 
• 3 ~ 4계층은 운영체제에서 구현
• 보낸 정보가 에러가 난다면? or 3계층에서 에러가 난다면?
  
  
• 2계층이 꼭 에러 검출을 해야하는 건 아니다. 
  ex) 초고속 인터넷은 2계층에서 에러 검출 X
• 무선의 경우, 최대한 복구하지만 안 되면 버림 
• 버그가 있거나, 트래픽이 너무 몰리면 -> 에러 검출 및 복구를 다시 한다.
• 유무선 줄에 대한 관심은 없고, 어플리케이션에서 보낸 정보가 제대로 왔는지 확인하는 것
  
  
• 보내는 서버 컴퓨터의 TCP와 받는 자의 TCP 사이에서 의미를 주고 받는다! (4계층끼리)

 

5. Session (Layer 5)
: Managing communication sessions (logical connection between applications),
i.e. continuous exchange of information in the form of multiple back-and-forth transmissions between two nodes

• 두 컨텐츠에 대한 동기화 (영상과 유튜브 자막) 
• 게임할 때 로그인 -> User에 따라 달라지는 기능들
• authorization vs Authentication 의 차이
• 미디어간의 논리적 관계 관리

 

6. Presentation (Layer 6)
: Translation of data between a networking service and an application ;
including character/multi-media encoding, data compression and encryption/decryption

• 글자 그림 비디오 오디오 jpeg, mp3 등등 영상, 사진, 오디오를 저장하는 방법
• 컴퓨터가 데이터를 어떻게 표현하는지 방법 -> presentation (암호화, 압축 등등)

 

7. Application (Layer 7)
: High-level APIs, including resource sharing, remote file access (sometimes, end-user application itself)

 

 

 

 

* 클라이언트와 서버는 7계층까지 쌓이고, 중간 네트워크 장치는 필요에 따라 N계층까지

• 대표적으로 라우터 -> 3 layer 까지
• 스위치와 허브 -> 2 layer ; 즉 컴퓨터를 연결하는 역할만 할 뿐
• 따라서 스위치가 라우터보다 더 싸다

 

 

 

* 과거의 네트워크 (1970 ~ )

• 이런 방식으로 쌓은게 7계층
• 라우터, 스위치라는 장치, 하드웨어 장치에 집착
• 네트워크를 구축한다고 하면, 어마어마한 하드웨어가 연결되는 것에 의미가 있었다.

* 현재의 네트워크 (2010 ~ )

• 이미 수 천, 수 만 대의 컴퓨터는 내부에 설치가 완료
• 이 방 안의 컴퓨터들은 이미 연결 됨 - 줄 연결 이런거는 다 끝난 것

 

• 내가 해야 하는 것?
• 연결된 하드웨어, 라우터들, 스위치 위에서, 소프트웨어 서비스들을 네트워킹 하는 것
• 필요로 하는 CPU 만큼 소프트웨어를 띄우고, 소프트웨어 라우터를 띄워서,
  (123계층, 라우터에서는 3계층 라우팅 소프트웨어가 가장 중요)
• 내 프로그램을 위한 나만의 라우팅 기능이 필요

 

• 물리적인 것에 손을 대지 않는다. 
• 필요할 때 필요한 만큼 CPU와 디스크를 띄우고, 
  소프트웨어 스위치, 소프트웨어 라우터를 띄우고
   나는 오로지 소프트웨어 서비스만을 고려

 

• 회사에서 하드웨어로 연결하라고 줄을 주지 않는다.
• 필요한 만큼 CPU, 네트워크, 스토리지 요구
• -> 물리적인 장치 위에서, 가상으로 사용할 소프트웨어 인프라만 배정되는 것 
• 받아서 사용한 뒤, 필요 없어지면 반납
• + 라우터 소프트웨어 / 리눅스