네트워크 계층 : OSI 7계층 vs TCP/IP 5계층

원본 게시글: https://velog.io/@euisuk-chung/네트워크-계층-OSI-7계층-vs-TCP-5계층

안녕하세요😎 지난 번 “네트워크 기초: 네트워크 그리고 서버란?” 글 이후로 다시 찾아뵙게 되었습니다!! 오늘은 “네트워크 계층 : OSI계층 vs TCP/IP 5계층”이라는 주제로 여러분들께 네트워크 계층에 대해 소개해드리려고 합니다.

OSI 7계층 vs TCP 5계층

네트워크 통신은 복잡한 과정이며, 이를 이해하기 위해서는 네트워크 계층을 잘 알아야 합니다. 특히, OSI 7계층 모델과 TCP/IP 모델은 네트워크 통신의 이해에 필수적인 개념입니다. 이 두 모델은 네트워크 통신 과정을 계층별로 나누어 설명합니다. 오늘은 이 두 모델의 차이점을 중점적으로 살펴보겠습니다.

OSI vs TCP/IP

이 두 모델의 주요 차이점은 구조와 실용성에 있습니다. OSI 모델은 이론적이고 포괄적인 접근을 제공하여 네트워크 통신 과정을 상세히 이해할 수 있는 기반을 마련해줍니다. 반면, TCP/IP 모델은 인터넷의 실제 작동 원리를 바탕으로 하여, 실용적이고 효율적인 통신을 가능하게 합니다.

구조적 차이

OSI 모델은 통신 과정을 더 세분화하여 7개의 계층으로 구분합니다. 이는 각 계층의 기능을 명확히 이해하고, 통신 과정에서 발생할 수 있는 문제를 쉽게 식별하고 해결하는 데 도움을 줍니다. 하지만, 실제 네트워크 환경에서는 모든 계층이 명확히 구분되어 사용되지는 않습니다.

TCP/IP 모델은 실제 인터넷 환경에 적합하도록 설계되었기 때문에, OSI 모델에 비해 더 단순하고 실용적입니다. 이 모델은 특히 인터넷 통신을 위해 최적화되어 있으며, 실제 네트워크 장비와 프로토콜 개발에 널리 사용됩니다.

해당 글에서 OSI모델과 TCP/IP 모델 둘 다 다루겠지만, 실제 네트워크 장비와 프로토콜 개발에 널리 사용되는 TCP/IP 모델을 중점으로 부연 설명을 하고자 합니다.

OSI 7계층 모델

OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델은 국제표준화기구(ISO)에 의해 개발되었습니다. 이 모델은 네트워크 통신 과정을 7개의 계층으로 구분합니다.

각 계층은 특정 기능을 수행하며, 상위 계층은 하위 계층의 기능을 활용합니다. OSI 7계층은 다음과 같습니다:

1. 물리 계층(Physical Layer): 하드웨어 전송 기술을 다룹니다.
2. 데이터 링크 계층(Data Link Layer): 두 장치 간의 데이터 전송을 처리합니다.
3. 네트워크 계층(Network Layer): 데이터 패킷의 라우팅을 담당합니다.
4. 전송 계층(Transport Layer): 데이터 전송의 신뢰성을 보장합니다.
5. 세션 계층(Session Layer): 통신 세션을 관리합니다.
6. 표현 계층(Presentation Layer): 데이터 형식을 변환합니다.
7. 응용 계층(Application Layer): 최종 사용자의 응용 프로그램과 직접적으로 관련됩니다.

출처: wiki.hash.kr - OSI 7계층 모델

TCP/IP 5계층 모델

반면, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 모델은 미국 국방부(DoD)에서 정의한 네트워크 통신 표준 모델로, 4계층 또는 5계층으로 설명되곤 합니다. 여기서는 5계층 모델을 기준으로 설명하겠습니다. TCP/IP 모델은 다음과 같이 구성됩니다:

1. 응용 계층(Application Layer): OSI 모델의 응용, 표현, 세션 계층에 해당하는 기능을 합니다.
2. 전송 계층(Transport Layer): OSI 모델의 전송 계층과 유사한 역할을 합니다.
3. 인터넷 계층(Internet Layer): OSI 모델의 네트워크 계층에 해당합니다.
4. 네트워크 인터페이스 계층(Network Interface Layer): OSI 모델의 데이터 링크 계층과 물리 계층을 합친 계층입니다.
5. 물리 계층(Physical Layer): OSI 모델과 동일하게 하드웨어 전송 기술에 관한 계층입니다.

출처: Velog - TCP/IP 4-5계층 모델

위 그림에서 볼 수 있다시피 기존의 OSI 7계층 모델에서 응용 - 표현 - 세션을 묶어서 간소화 시킨 것이 바로 TCP/IP의 특징이라고 할 수 있습니다. 좀 더 직관적인 이해를 위해 데이터를 전송하는 과정을 우체국에서 편지(소포)를 보내는 과정에 비유해보겠습니다.

Application (애플리케이션 계층)

• 비유: 당신이 사랑하는 사람에게 보내는 편지를 작성하는 것처럼, 애플리케이션 계층에서는 데이터가 생성되고 사용자의 의도에 맞게 포맷팅됩니다. 편지를 쓰고, 봉투에 넣고, 주소를 적는 것까지의 과정이 여기에 해당합니다.
• 설명: 이 계층에서는 사용자가 데이터를 생성하고, 특정 목적을 가진 메시지(이메일, 웹 페이지 요청, 파일 전송 등)를 네트워크를 통해 보내기로 결정합니다. 데이터가 생성되고, 사용자의 의도에 맞게 포맷팅되어 전송 준비가 됩니다.

Transport (전송 계층)

• 비유: 편지를 작성한 후, 당신은 이를 안전하게 보내기 위해 등기 우편이나 일반 우편 중 하나를 선택합니다. 이 선택 과정이 전송 계층에서 이루어지는 데이터의 신뢰성 있는 전송 방법을 결정하는 과정과 유사합니다.
• 설명: 이 계층에서는 데이터의 전송이 신뢰성 있게 이루어질지(TCP, 등기 우편), 아니면 빠른 전송을 우선시할지(UDP, 일반 우편)를 결정합니다. 적절한 프로토콜을 사용하여 목적지까지 데이터가 전송될 준비를 합니다.

Network (네트워크 계층)

• 비유: 편지가 우체국 네트워크를 통해 가장 효율적인 경로로 목적지까지 이동하는 과정을 네트워크 계층의 역할과 비교할 수 있습니다. 이는 전국의 우체국 네트워크를 통해 소포가 최적의 경로로 목적지까지 이동하는 것과 같습니다.
• 설명: 네트워크 계층에서는 데이터 패킷이 IP 주소를 사용해 최적의 경로로 전송됩니다. 이 계층은 다양한 네트워크 간의 데이터 전송과 라우팅을 담당합니다.

Data-Link (데이터링크 계층)

• 비유: 편지가 특정 지역의 우체국에 도착한 후, 정확한 아파트 동과 호수로 배달되는 과정이 데이터링크 계층의 역할과 유사합니다. 이는 데이터 패킷이 올바른 물리적 주소(MAC 주소)로 전달되도록 하는 과정입니다.
• 설명: 데이터링크 계층에서는 편지(데이터 패킷)가 네트워크 장비 간의 올바른 물리적 연결을 통해 정확하게 전달됩니다. 이 계층은 주소 지정, 프레임 생성, 오류 검출 및 수정을 담당합니다.

Physical (물리 계층)

• 비유: 마지막으로, 편지가 실제로 수신인의 우편함에 도착하는 과정은 물리 계층의 역할과 비슷합니다. 이 과정은 편지가 물리적으로 수신인에게 배달되는 마지막 단계로, 실제 세계에서의 이동과 전달을 의미합니다.
• 설명: 물리 계층에서는 데이터가 전기적, 광학적 신호로 변환되어 실제 통신 매체(케이블, 광섬유, 무선 등)를 통해 전송됩니다. 이 계층은 데이터의 물리적 전송과 관련된 모든 하드웨어적 요소(네트워크 어댑터, 전송 매체 등)를 다룹니다.

지금까지 우리는 OSI 계층과 TCP/IP 계층 모델을 비교하며, 각 계층이 네트워크 통신에서 어떤 역할을 하는지 알아보았습니다 🤗

이러한 이해는 네트워크의 전체 구조와 작동 원리를 파악하는 데 있어 필수적입니다. 이를 통해 네트워크 설계, 문제 해결, 그리고 보안 강화에 있어 깊이 있는 접근이 가능해집니다.

다음 시간에는 네트워크가 아닌 본격적으로 리눅스 서버 관련 이야기를 해보도록 하겠습니다! 읽어주셔서 감사합니다!! 📖

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