OSI 7계층과 TCP/IP 프로토콜

1. OSI 모델의 개요

• 정의: ISO 7498 표준에 의해 정의된 Open Systems Interconnection (OSI) 모델은 서로 다른 하드웨어·소프트웨어 시스템이 상호 통신할 수 있도록 만든 7계층 구조.
• 목적: 모든 통신 시스템 설계와 구현의 기본 틀을 제공.
• 특징: 각 계층은 상·하위 계층과 인터페이스를 통해 서비스와 기능을 교환.

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2. OSI 7계층 구조

1. 물리 계층 (Physical Layer)
   • 역할: 비트를 물리적 매체를 통해 전송.
   • 정의: 매체 특성, 부호화, 비트레이트, 전송 모드, 전기적 신호, 동기화 방식.
   • 예: 케이블, 허브, 전압/주파수 규격.
2. 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)
   • 역할: 오류 없는 프레임 전송 보장.
   • 기능: MAC 주소 사용, 프레임 동기화, 오류 제어, 충돌 해결.
   • 구조: 헤더(주소·제어 정보) + 데이터 + 트레일러(오류 검출).
3. 네트워크 계층 (Network Layer)
   • 역할: 원천 → 목적지까지 패킷 전달 및 라우팅.
   • 기능: 논리 주소(IP), 라우팅(최단 경로 선택), 스위칭.
   • 프로토콜: IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP.
4. 전송 계층 (Transport Layer)
   • 역할: 종단 간(end-to-end) 통신, 데이터 흐름/오류 제어.
   • 기능: 메시지 분할(세그먼트 단위), 재조립, 연결 제어.
   • 프로토콜: TCP(신뢰성), UDP(비연결·단순).
5. 세션 계층 (Session Layer)
   • 역할: 데이터 교환을 세션 단위로 동기화·관리.
   • 예시: 화상 회의, 클라우드 동기화.
6. 표현 계층 (Presentation Layer)
   • 역할: 데이터 형식 변환, 압축, 암호화.
   • 예: JPEG, MPEG, SSL/TLS.
7. 응용 계층 (Application Layer)
   • 역할: 사용자에게 직접 서비스 제공.
   • 예: HTTP, FTP, 이메일, 데이터베이스 접근.

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3. 계층 간 데이터 전달 방식

• 각 계층은 헤더(Header)를 추가해 상위 계층 데이터를 캡슐화.
• 데이터 전송 시 상위 → 하위 계층으로 캡슐화, 수신 시 하위 → 상위 계층으로 역캡슐화.

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4. TCP/IP 프로토콜 스위트와 OSI 비교

• TCP/IP 구조: 4계층 (네트워크 인터페이스, 인터넷, 전송, 응용)
• OSI 대비
  • 물리 + 데이터 링크 → 네트워크 인터페이스 계층
  • 네트워크 → 인터넷 계층 (IP, ICMP, IGMP, ARP)
  • 전송 → TCP/UDP
  • 세션·표현·응용 → 응용 계층 (HTTP, FTP 등)

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5. 주요 프로토콜 특징

• IP: 비연결성, 비신뢰성, 오류 복구 없음 (데이터그램 전달).
• TCP: 연결 지향, 신뢰성, 세그먼트 단위 전송.
• UDP: 단순·빠름, 포트 주소만 사용, 오류 제어 없음.

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✅ 핵심 요약
OSI는 통신의 이론적 모델, TCP/IP는 실제 구현 모델.
TCP/IP는 OSI의 기능을 단순화·통합하여 인터넷의 기반이 됨.