[Network Layer] 컴퓨터 네트워킹의 7계층

네트워크 계층(영어: network layer)은 컴퓨터 네트워킹의 7계층 OSI 모형 가운데 제3계층이다. 네트워크 계층은 중간 라우터를 통한 라우팅을 포함하여 패킷 포워딩을 담당하며, 이에 반해 데이터 링크 계층은 매체 접근 제어, 흐름 제어, 오류 검사를 맡는다.

네트워크 계층의 기능은 다음과 같다.

• 연결 모델: 비연결 지향 통신
• 호스트 주소 할당: 네트워크 내 모든 호스트는 고유 주소를 갖추어야 한다.
• 메시지 포워딩

OSI 7 계층

OSI 7 계층

OSI 7 계층이란? (OSI 7 Layers)

OSI 7 계층은 국제표준화기구(International Standard Organization, ISO)에서 1984년에 발표한 네트워크 표준 모델로 정보통신업체 사이의 장비 호환성을 위해 국제표준화기구에서 발표한 표준 프로토콜이다. 네트워크 통신의 각 과정을 계층별로 개념화한 모델이기 때문에 OSI 7 계층의 경우 각 계층의 구간별로 데이터의 움직임을 알 수 있고, 장치간의 데이터 통신을 설명하는 데 유용하게 활용된다. 또, 계층별로 개념화된 모델은 통신 과정에서 발생한 문제를 추적해 해결할 수 있는 주요 단서가 된다.

하위계층으로 갈수록 하드웨어에 가까워지고, 상위계층으로 갈수록 소프트웨어에 더 가깝다. 1계층부터 4계층까지를 하위계층, 5계층부터 7계층까지를 상위계층으로 분류하고, 상위계층은 하위계층의 기능을 이어받아 사용한다.

 

[제 1계층] 물리 계층(Physical Layer): 

시스템의 물리적 전기적 표현을 나타내는 층위다. 케이블 종류, 무선 주파수 링크, 핀, 전압 등의 물리적인 요건을 의미한다. 라우터나 스위치의 전원이 켜져있는지, 케이블이 제대로 연결되어있는지 여부 등에 모두 1계층인 물리 계층에 해당된다.

 

[제 2계층] 데이터 링크 계층(Data Link Layer):

데이터 링크 계층은 직접적으로 연결된 두 개의 노드 사이에 데이터 전송을 가능하게 하고, 물리 계층에서 발생한 오류를 수정하기도 한다. 또한 대부분의 스위치는 바로 2계층인 데이터 링크 계층에서 작동한다.

 

[제 3계층] 네트워크 계층(Network Layer): 

네트워크의 핵심인 라우팅(데이터가 가야 할 길을 찾는 기능)의 대부분이 3계층인 네트워크 계층에서 작동한다. 이 계층은 여러 대의 라우터들을 바탕으로 데이터를 패킷 단위로 잘게 쪼개어 전송하는 층위에 해당한다. 데이터가 전송될 수 있는 수 많은 경우의 수 중 가장 효율적인 라우팅이 방법을 찾는 것 또한 이 단계에서 가능하다.

 

[제 4계층] 전송 계층(Transport Layer): 

전송 계층은 보내고자 하는 데이터의 용량과, 속도, 목적지를 처리한다. 전송 계층에 가장 대표적인 것은 전송 제어 프로토콜(TCP)입니다. TCP는 인터넷 프로토콜(IP) 위에 구축되기 때문에 TCP/IP로 알려져 있다.

 

[제 5계층] 세션 계층(Session Layer): 

5계층에서 실제 네트워크 연결이 이뤄진다. 두 대의 기기가 ‘대화’하기 위해서는 하나의 ‘세션’이 열려야만 한다. 세션 계층에서는 프로세스간의 통신을 제어하고, 통신과정이 진행될 때 동기화를 유지하는 역할을 한다.

 

[제 6계층] 표현 계층(Presentation Layer): 

응용프로그램 형식을 네트워크 형식으로 변환하거나 그 반대의 경우가 일어나는 계층이 표현 계층이다. 6계층은 응용프로그램 혹은 네트워크를 위해 데이터를 ‘표현’하는 계층에 해당한다. 대표적인 예로 데이터를 안전하게 주고 받기 위해 암호화하고 복호화 하는 과정이 필요한데 이러한 과정이 바로 표현 계층인 6계층에서 이루어진다.

 

[제 7계층] 응용 계층(Application Layer): 

마지막 응용 계층은 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 인터페이스를 제공하는 계층이다. 사용자에게 가장 직접적으로 보이는 부분이 바로 이 응용 계층에 해당하는 것이다. 구글의 크롬과 같은 브라우저나 스카이프, 아웃룩 등의 응용프로그램이 이 응용 계층에서 동작한다.

 

그렇다면 각 계층에 해당하는 대표적인 프로토콜에는 어떤 것들이 있을까?

각 계층 별 대표적인 프로토콜

물리 계층(Physical Layer): 

물리 계층에는 별도로 사용되는 프로토콜이 없으며, 랜선이나 허브, 리피터들의 디바이스들만 존재한다.

 

데이터 링크 계층(Data Link Layer): 

Ethernet, Token Ring, FDDI

 

네트워크 계층(Network Layer): 

IP, ICMP, ARP, RARP

 

전송 계층(Transport Layer): 

TCP, UDP

 

세션 계층(Session Layer): 

NetBIOS, SAP, SDP, NWLink

 

표현 계층(Presentation Layer): 

ASCII, MPEG, JPEG, MIDI

 

응용 계층(Application Layer): 

HTTP, SMTP, FTP가 대표적인 응용 계층에 해당하는 프로토콜이다.