OSI 7 계층이란? 네트워크 기초 -1

이번 글에서는 OSI 7계층 중 1~3 계층에 대해서 알아보고자 합니다.

 

 

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OSI 7계층이란

OSI ( Open Systems Interconnection ) 7 계층 (Layer) 이란

"두 컴퓨터나 네트워크 장비가 정보를 주고받기 위해 따라야 하는 통신 규칙의 계층 구조"이다. 

다시 말하면 서로 다른 컴퓨터나 네트워크 장비가 문제 없이 데이터를 주고받기 위해 만든 통신 구조 모델이다.

 

아래는 7계층에 대한 테이블 정리이다.

 

계층 번호	계층 이름	설명
1	물리 계층 (Physical)	전기 신호, 케이블, 실제 전송 매체
2	데이터 링크 계층 (Data Link)	MAC 주소, 프레임 전송
3	네트워크 계층 (Network)	경로 선택, IP 주소
4	전송 계층 (Transport)	신뢰성 보장, 흐름 제어, 오류 복구
5	세션 계층 (Session)	연결 설정 및 유지
6	표현 계층 (Presentation)	데이터 형식, 암호화, 압축
7	응용 계층 (Application)	사용자와 가장 가까운 계층

 

해당 포스팅에서는 1 ~ 3 계층에 대해서만 작성합니다.

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각 계층이 하는 일 

1계층 : 물리 계층 

1계층은 물리 계층으로 데이터를 0과 1의 전기 신호로 바꿔서 실제로 주고받는 계층이다.

 

실제 하는 일: 물리적 하드웨어를 이용하여 데이터를 신호 형태로 전송한다. 

- 데이터를 전기 신호 또는 광 신호로 바꿔서 케이블을 통해 전송 

- 이때 신호만 전송할 뿐 내용은 알 수 없다. ( 0101010...) 신호로 전송

- 케이블, 커넥터, 전압, 속도, 핀 배치 같은 하드웨어적인 전송 방식을 의미한다. 

 

예시 : 이더넷 케이블 , 광 케이블, USB , 와이파이 신호의 전파

 

2계층 : 데이터 링크 계층 

2계층은 데이터 링크 계층으로 1계층의 신호가 제대로 도착했는지 확인하고 누가 누구 한테 보낸 건지 구분 하는 계층이다.

하지만 이때 같은 네트워크 장비에서만 통신한다.

 

실제 하는 일 : 신호가 제대로 도착했는지 오류 검사 및 MAC 주소로 데이터 전달.

- 주소 방식 : MAC주소 사용 

- 통신 범위 : 같은 네트워크 내부 (로컬) 

- MAC주소 기반 통신 : 같은 네트워크 안에서 장비를 구분할 때 사용한다. 

- 단위 :  프레임(Frame) 단위로 데이터 구성

 

예시 : MAC 주소 (예: 00-14-22-01-23-45 이런 형태),  스위치(Switch),  네트워크 카드(NIC)

 

MAC 주소란? 

  - 네트워크 안에서 장비를 식별하는 번호 ( 컴퓨터/스마트폰처럼 네트워크에 연결되는 장비가 가진 고유 번호)

  - 전 세계에서 절대 중복되지 않도록 제조사가 정한다. 
  - 총 12자리(16진수)로 되어 있으며 앞/뒤 6자리는 아래 규칙을 따른다 

       - 앞 6자리: 제조사 번호 (삼성, 인텔 등)
       - 뒤 6자리: 제품 고유번호 

 

MAC 주소가 쓰일 때 

  - 같은 와이파이에 여러 기기가 접속할 때, 공유기는 각 기기의 MAC 주소로 구분

  - 같은 네트워크 안에서 어떤 기기에게 데이터를 보낼지 정할 때도 MAC 주소 사용

 

3계층 : 네트워크 계층

3계층은 네트워크 계층으로 IP로 목적지를 정확하게 설정하고 어떤 경로로 갈지 정하는 계층이다.

 

실제 하는 일 : IP 주소를 사용해서 데이터를 다른 네트워크까지 전달하는 계층이고, 그 중심엔 라우터를 사용한다.

- 중간 중간 네트워크를 지나가며 정해진 IP 목적지 까지 가는 네트워크 계층이다.

  - 경로 설정 (라우팅)  : 데이터를 어디로 보낼지 경로를 찾음
  - IP 주소 처리 : 목적지와 출발지의 위치를 IP 주소로 표현 ( IPv4 / IPv6 )
  - 네트워크 간 전달 : 서로 다른 네트워크 사이를 연결함 (인터넷)

  - 단위 : 패킷 = 전송 중에 다른 길로 가는 패킷도 생길 수 있다. 

 

IP 주소란? 

    - 논리적 주소이다. MAC 주소처럼 물리적 고정 값이 아니라, 필요에 따라 바뀔 수 있다.

 

라우팅이란? 

    - 데이터가 목적지에 도달하기 위한 길 찾기

 

라우터의 역할? 

    - 각 패킷을 보고 “이건 어느 방향으로 보내야 하지?”를 판단

    - 목적지 IP 주소를 기준으로 경로를 선택

예:

• www.naver.com에 접속 → 그 IP 주소로 향하는 패킷 생성
• 라우터는 그 IP에 맞는 다음 목적지로 패킷을 전달
• 중간에 수십 개 라우터를 거쳐 최종 서버에 도착

 

패킷이란? 

   - 3계층에서 사용하는 데이터 단위
   - 하나의 메시지를 여러 개의 작은 패킷으로 쪼개서 보내고, 받는 쪽에서 다시 조립한다. 

   - 구성요소 

       - 헤더 : 목적지 IP, 출발지 IP, 기타 정보 포함

       - 데이터 : 실제 전송할 내용 

 

 

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1, 2, 3 계층 요약 

 

🧱  1계층 요약 : 보내는 신호

• 역할: 데이터를 0과 1의 신호로 바꿔 전송
• 전송 매체 예시: 랜선, 광케이블, 무선 전파
• 신호만 전송하고 내용은 모름
• 단위: 비트(Bit)

 

🪪 2계층: 데이터 링크 계층 요약 : 누가 누구인지

• 역할 : 오류 검사, 프레임으로 포장, MAC 주소 사용
• 같은 네트워크 안에서만 통신 가능
• 단위: 프레임

🛜 3계층: 네트워크 계층 요약 : 어디로 갈지 

• 역할 : IP 주소를 기준으로 경로 설정 라우터를 통해 다른 네트워크로 전달
• 다른 네트워크 간 통신 가능, 라우팅 기능 포함
• 단위: 패킷