OSI 7계층 - 전송 계층 (Transport Layer)

OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델은 네트워크에서 데이터 통신을 체계적으로 설명하는 모델로, 각 계층이 특정 기능을 수행하여 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장합니다. 그중 전송 계층(Transport Layer, 4계층)은 단말기 간 신뢰성 있는 데이터 송수신을 제공하며, 오류 검출, 흐름 제어, 다중화 등의 중요한 역할을 수행합니다.

전송 계층의 역할

전송 계층은 종단 간(End-to-End) 통신을 다루는 최하위 계층으로, 데이터를 송신 측에서 세그먼트(Segment) 단위로 나누고, 수신 측에서 이를 다시 조립하는 역할을 합니다. 주요 기능은 다음과 같습니다.

신뢰성 있는 데이터 전송

데이터가 손실되지 않고 순서대로 도착하도록 보장하는 기능을 수행합니다.
TCP(Transmission Control Protocol)를 사용하여 패킷의 재전송, 오류 검출, 흐름 제어 등을 수행합니다.
확인 응답(Acknowledgment) 메커니즘을 통해 수신 측에서 패킷을 제대로 받았는지 확인합니다.

오류 검출 및 복구

전송 과정에서 발생할 수 있는 데이터 오류를 검출하고, 필요 시 재전송을 요청합니다.
데이터 손상이나 누락이 발생할 경우 자동으로 복구하는 기능을 수행합니다.
체크섬(Checksum)과 같은 오류 검출 메커니즘을 사용하여 패킷의 무결성을 확인합니다.

흐름 제어 (Flow Control)

송신 측과 수신 측의 데이터 처리 속도를 조절하여 패킷 손실을 방지합니다.
수신 측의 처리 속도보다 송신 속도가 빠를 경우, 데이터가 유실되는 문제를 방지하기 위한 조정이 필요합니다.
슬라이딩 윈도우(Sliding Window) 기법을 이용하여 수신 가능한 데이터의 양을 조절합니다.

다중화 (Multiplexing) 및 역다중화 (Demultiplexing)

하나의 네트워크 연결에서 여러 응용 프로그램이 동시에 데이터를 주고받을 수 있도록 다중화를 수행합니다.
수신 측에서는 해당 데이터를 올바른 응용 프로그램으로 전달하기 위해 역다중화를 수행합니다.
포트 번호(Port Number)를 이용하여 데이터가 올바른 애플리케이션에 전달되도록 관리합니다.

전송 계층의 대표적인 프로토콜

TCP (Transmission Control Protocol)

연결형(Connected) 프로토콜로, 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장합니다.
3-way Handshake와 4-way Handshake를 통해 연결을 설정하고 해제합니다.
패킷 손실 시 **재전송(TCP Retransmission)**을 수행하며, 데이터 흐름을 제어하여 안정적인 통신을 유지합니다.
혼잡 제어(Congestion Control) 기법을 사용하여 네트워크 트래픽을 최적화합니다.

UDP (User Datagram Protocol)

비연결형(Connectionless) 프로토콜로, 빠른 데이터 전송이 필요할 때 사용됩니다.
오류 검출 기능은 제공하지만, 패킷 손실 시 재전송을 보장하지 않습니다.
실시간 스트리밍, 온라인 게임, VoIP(Voice over IP) 등에서 주로 사용됩니다.
헤더가 단순하여 전송 속도가 빠르고, 데이터의 순서를 보장하지 않습니다.

전송 계층에서 사용하는 데이터 단위

전송 계층에서는 데이터를 세그먼트(Segment) 단위로 처리합니다.

송신 측에서 데이터를 세그먼트로 나누고, 이를 네트워크 계층으로 전달합니다.
수신 측에서는 세그먼트를 재조립하여 원래의 데이터로 복구합니다.
TCP에서는 세그먼트(Segment), UDP에서는 데이터그램(Datagram)이라는 용어를 사용합니다.

전송 계층의 중요성

전송 계층은 단순히 데이터를 송수신하는 역할을 넘어 데이터의 신뢰성과 효율성을 보장하는 핵심 계층입니다. 네트워크를 통해 데이터를 주고받을 때 패킷 손실, 전송 속도 차이, 다중 연결 등 다양한 문제가 발생할 수 있는데, 전송 계층이 이를 관리하여 원활한 통신을 가능하게 합니다.

오류 없이 데이터를 전달하기 위해 에러 검출 및 복구 기능을 수행합니다.
네트워크 환경에서 패킷 손실을 방지하는 재전송 메커니즘을 제공합니다.
데이터 흐름 제어를 통해 네트워크가 과부하되지 않도록 조정합니다.
다양한 애플리케이션이 동일한 네트워크에서 원활하게 작동하도록 다중화 기능을 제공합니다.

결론

OSI 7계층에서 전송 계층은 종단 간 통신을 담당하는 중요한 계층으로, 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 오류 검출, 흐름 제어, 다중화 등의 기능을 수행합니다. TCP와 UDP 프로토콜을 통해 각각 신뢰성과 속도를 중시하는 방식으로 데이터 전송이 이루어지며, 세그먼트 단위로 데이터를 관리합니다. 네트워크 환경에서 안정적이고 효율적인 데이터 통신을 위해 전송 계층의 역할을 정확히 이해하는 것이 중요합니다.

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OSI 7계층 – 전송 계층 (Transport Layer)