OSI 7 layer와 TCP/IP 4 layer

 

OSI 7 layer vs TCP/IP Model

 

- OSI : Open Systems Interconnection

- TCP/IP : Transmission Control Protocol / Internet Protocol

 

https://technote.kr/40

 

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OSI 7 Layer

- 각 layer는 다음 높은 layer에 service를 제공해야 한다.

- 한 layer를 수정한다고 해서 다른 layer들도 수정해야 하는 것은 아니다. 

- conceptual/theoretical model.

- 문제를 분석하고 문제의 원인을 분리하는데 도움이 됨. 모델의 어느 특정 계층으로 문제를 좁힐 경우 불필요한 많은 작업을 피할 수 있음. 유지보수 편함. 

 

- ISO(국제 표준 기구)에 의해 개발됨. 

- interface, service, protocol 간에 명확한 구별이 있음.

- Internet이 등장하고 나서 정의됨

- OSI header의 최소 사이즈는 5byte

- network layer에서 비연결통신과 연결지향통신 모두 지원함.

 

 

TCP/IP 4 layer

- TCP는 flow control을 할 수 있어서 sender가 receiver에게 data를 넘치게 보내지 않는다.

- TCP는 연결지향 프로토콜이며 순서 상관없이 도착한 data를 순서대로 정렬되도록 한다. 

 

- Department of Defense(DOD)에 의해 개발됨.

- Client-Server model.

- interface, service, protocol간의 명확한 구별이 없음.

- Internet이 등장하기 전에 정의됨.

- header의 최소 사이즈는 20byte

- network(Internet) layer에서는 비연결통신만 가능하고 transport layer에서는 비연결통신, 연결지향통신 모두 가능함. 

- 확장 가능한 client-server 구조

- flow control, error control, congestion control mechanism을 가지고 있음. 

 

 

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OSI 7 layer 의 각 layer 별 특징

7. Application Layer

- user가 interface와 service를 통해 network에 접근할 수 있도록 함. 

- 사용자의 데이터와 직접 상호 작용하는 유일한 계층

ex) email, file access / transfer, HTTP 

 

 

6. Presentation Layer

- 전송하는 정보의 syntax나 semantics에 집중.

- 주로 application layer가 사용할 수 있게 데이터를 준비하는 역할.

- 실제 정보를 bit stream으로 암호화하고 다른 형태로 바꾸거나 압축함. 

- application layer에서 수신한 data를 계층 5로 전송하기 전에 data를 압축해서 전송할 data 양을 최소화 함으로써 통신의 속도와 효율을 높임. 

- 파일의 확장자를 만들어줌(. jpg 등)

ex) translation, encryption(암호화) / decryption, compression 등

 

 

5. Session Layer

- 두 기기 사이의 통신을 시작하고 종료하는 일 담당. 

- 세션 : 통신이 시작될 때부터 종료될 때까지의 시간

- 데이터 전송을 체크포인트와 동기화. 

ex) 100MB의 파일이 전송되는 경우 세션 계층이 5MB마다 체크포인트를 설정할 수 있음. 52MB가 전송된 후 연결이 끊어지거나 충돌이 발생하면 마지막 체크 포인트에서 세션을 재개하는 것이 가능. 즉 50MB의 데이터만 더 전송하면 됨. 

- session establishment, maintenance, and termination

 

* 5~7 단계의 전달되는 data 단위는 message라고 부름.

 

 

4. Transport Layer

- 두 기기 간의 종단 간 통신 담당. 

- 세션 계층에서 데이터를 가져와서 계층 3으로 보내기 전에 segment라고 하는 조각으로 분할함. 

- 수신 기기의 전송 계층은 세그먼트를 계층5가 이용할 수 있는 데이터로 재조립해야 함. 

- 네트워크 간 통신에 대해서만 흐름제어, 오류제어.

- 흐름제어 : 연결 속도가 빠른 송신자가 연결 속도가 느린 수신자를 압도하지 않도록 최적의 전송 속도 결정

- 오류 제어 : 데이터가 수신되지 않은 경우 재전송 요청

- 이때, sender는 receiver의 port 번호를 알아야함.

 

 

3. Network Layer

- 서로 다른 두 네트워크 간 데이터 전송을 용이하게 함.

- 통신하는 두 장치가 동일한 네트워크에 있으면 네트워크 계층이 필요하지 않음.

- 계층 4의 segment를 송신자의 장치에서 packet이라고 불리는 더 작은 단위로 세분화해서 수신장치에서 다시 조립.

- 데이터가 표적에 도달하기 위한 최상의 물리적 경로를 찾는 routing 진행. 

- Logical addressing(IP address를 header에 넣음) 진행.

- 흐름제어, 오류 제어.

 

 

2. Data Link Layer

- 동일한 네트워크에 있는 두 개의 장치 간 데이터 전송을 용이하게 함. 

- packet을 frame이라고 불리는 더 작은 조각으로 세분화

- 흐름제어, 오류 제어.

- MAC address를 활용하여 Host에게 전달

- access control

- framing, physical addressing(frame 생성 후에 physical address(MAC address)를 각 frame의 header에 넣음.)

 

 

1. Physical Layer

- 1과 0의 문자열이 bitstream으로 변환됨. 

- bit synchronization, bit rate control, transmission mode 설정(simplex, half-duplex, full-duplex)

- 전기적 신호

 

 

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Inter-connection devices

https://www.semanticscholar.org/paper/Performance-analysis-of-LAN-bridges-and-routers-Hajare/45de3783703289048c78de08176a1eb5b05405eb/figure/0

 

 

 

Further Topics

• simplex, half-duplex, full-duplex 비교
• MAC address, ip address
• ARP(Address Resolution Protocol)

 

Reference

• https://www.guru99.com/difference-tcp-ip-vs-osi-model.html
• https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ddos/glossary/open-systems-interconnection-model-osi/
• https://techdifferences.com/difference-between-tcp-ip-and-osi-model.html
• https://www.geeksforgeeks.org/layers-of-osi-model/
• https://www.geeksforgeeks.org/layers-of-osi-model/