하루에 하나씩 배우는 컴퓨터 사이언스 개념: OSI 7 레이어(5, 6, 7계층 이해)

하루에 하나씩 배우는 컴퓨터 사이언스 개념 시리즈에서 오늘은 'OSI 7 레이어(5, 6, 7 계층계층 이해)'에 대해 알아보겠습니다. 전송 계층에 이어서 세션, 표현, 응용 계층을 살펴보며 네트워크 통신의 상위 계층에 대한 이해를 높여봅시다.

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1. OSI 7 레이어란?

 

OSI(Open Systems Interconnection) 모델은 국제 표준화 기구(ISO)에서 제안한 네트워크 프로토콜 디자인을 위한 개념적 프레임워크입니다. 이 모델은 네트워크 프로세스를 7개의 독립된 계층으로 나누어 설명합니다. 각각의 계층은 특정한 목적과 기능들을 담당하며 상위와 하위 계층과 서비스를 교환합니다.

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2. (5) 세션 계층 (Session Layer)

 

세션 계층은 OSI 모델의 다섯 번째 단계로서, 네트워크상에서 통신 세션을 관리하는 역할을 합니다. 여기서 '세션'이란 특정 시스템 간의 연결을 의미합니다. 이는 데이터 교환의 시작과 종료를 제어하고 연결 유지 및 동기화를 담당합니다.

 

세션 계층은 서로 다른 장치 간에 성립된 연결을 관리하며 필요한 경우 연결을 중단하거나 재개하는 역할도 수행합니다. 예를 들면 웹 민감한 정보 교환 시 SSL(Secure Socket Layer) 같은 프로토콜들이 해당 정보의 시작과 종료 지점을 설정하여 안전한 연결 성립을 보장합니다.

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3. (6) 표현 계층 (Presentation Layer)

 

표현 계층은 OSI 모델의 여섯 번째 단계로서, 데이터 형식과 인코딩 방식을 관리합니다. 사용자 시스템에서 데이터가 어떻게 포맷팅되고 암호화될지 결정하며 필요한 경우 변환 작업도 수행합니다.

 

데이터 형식 변환, 문자 코드 변환, 암호화 및 복호화 등 다양한 기능들이 이루어집니다. 예를 들면 사진 파일(. jpg등등) 업로드 시 해당 파일들은 바이너리 코드 형태로 변환되어 전송됩니다. 이런 변환 작업은 표현 계층에서 이루어집니다.

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4. (7) 응용 계층 (Application Layer)

 

응용계층은 OSI 모델의 일곱 번째이자 마지막 단계로서 사용자와 가장 가깝게 위치해 있습니다. 이곳에서는 HTTP, FTP 등과 같은 고수준 프로토콜들이 동작하며 사용자가 네트워크 서비스를 실제로 사용할 수 있게 해 줍니다.

 

응용 계층은 네트워크에 연결된 장치가 제공하는 서비스와 직접적으로 상호 작용하며, 이를 통해 응용 프로그램들이 네트워크 서비스를 활용할 수 있도록 합니다. 예를 들어 웹 브라우저를 통해 웹 페이지를 열 때, HTTP 프로토콜이 사용됩니다. 이 HTTP 프로토콜은 응용 계층에서 동작하여 사용자가 웹 서비스를 이용할 수 있게 해 줍니다.

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5. 레이어 작동 예시

 

OSI 모델의 상위 3가지 레이어가 어떻게 작동하는지에 대한 예시입니다:

 

1) Session Layer 예제:

 

예시에서 언급한 SSL을 적용한 경우, 세션 계층에서는 클라이언트와 서버 간에 안전한 연결을 설정하고 데이터 교환 세션을 관리합니다.

 

2) Presentation Layer 예제:

 

사진 파일(. jpg등등) 업로드 시 해당 파일들은 바이너리 코드 형태로 변환되어 전송됩니다. 이런 변환 작업은 표현 계층에서 이루어집니다. 또한 암호화된 데이터가 전송되면 표현 계층에서 복호화하여 애플리케이션 계층으로 보내집니다.

 

3) Application Layer 예제:

 

웹 브라우저나 이메일 클라이언트 같은 응용 프로그램을 사용할 때 일반적으로 응용 계층의 여러 프로토콜들(HTTP, SMTP 등등)을 활용합니다.

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5. 추가적인 고려사항

 

앞서 언급한 바와 같이 OSI 모델은 네트워크 통신을 개념적으로 설명하는 모델일 뿐, 실제 네트워크 환경과 완벽하게 일치하지는 않습니다. 그러나 각 계층의 기능과 역할을 파악함으로써 복잡한 네트워크 시스템의 동작 원리를 보다 쉽게 이해할 수 있습니다.

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6. 결론

 

오늘 배운 내용으로 컴퓨터 네트워크의 상위 계층인 '세션 계층', '표현 계층', '응용 계층'에 대해 알아보았습니다. 각각 세션 관리, 데이터 형식 및 인코딩 방식 관리, 고수준 프로토콜 동작 등을 담당하며 사용자가 실제로 네트워크 서비스를 사용하는 데 중요한 역할을 합니다.

 

세션 계층에서는 통신 세션의 생성, 유지, 종료 등을 담당하며 이를 통해 데이터 교환의 안정성을 보장합니다. 표현 계층에서는 데이터의 포맷팅과 변환 작업을 수행하여 다양한 시스템 간의 호환성 문제를 해결합니다. 응용 계층에서는 사용자가 직접적으로 네트워크 서비스를 이용할 수 있도록 하는 고수준 프로토콜들이 동작합니다.

 

하지만 실제 컴퓨터 네트워크 환경은 이론적인 모델보다 훨씬 복잡합니다. 여러 요소와 조건들이 상호작용하며 다양한 결과를 만들어냅니다. 따라서 우리는 기본 개념 외에도 고급 네트워크 개념과 프로토콜들에 대해서도 배우고 이해할 필요가 있습니다.

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