[네트워크 기초] OSI 7계층과 TCP/IP 모델 정리

1. 네트워크??

네트워크(Network)란 두 개 이상의 컴퓨터 또는 장치가 데이터를 주고받기 위해 연결된 상태를 의미한다.
유선(LAN 케이블) 또는 무선(Wi-Fi) 방식 모두 포함하며, 장치 간에 통신이 가능한 모든 연결 형태를 아우른다.

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2. LAN, WAN, Internet의 구분

분류	설명	실무 예시
LAN (Local Area Network)	근거리 네트워크. 보통 하나의 건물이나 공간 안에서 구축된다.	회사 내 사무실, 가정용 공유기 환경
WAN (Wide Area Network)	멀리 떨어진 네트워크 간의 연결. 통신사의 백본망을 포함한다.	본사와 지사 연결, 인터넷 백본
Internet	전 세계 모든 네트워크가 상호 연결된 형태	우리가 사용하는 ‘인터넷’ 전체

실무에서는 "같은 LAN에 있다"는 말이 곧 직접 연결되어 있어 브로드캐스트가 전달된다는 의미이고, WAN은 라우터를 경유해야 하는 네트워크 간 연결을 말한다.

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3. 프로토콜이란 무엇인가

프로토콜(Protocol)은 통신을 하기 위한 규칙의 집합이다.
컴퓨터 간에는 언어가 없기 때문에 데이터를 주고받을 때 정해진 규격과 순서를 따라야 한다.

프로토콜	역할
HTTP	웹 요청/응답
FTP	파일 전송
DNS	도메인 → IP 변환
TCP/UDP	전송 방식 지정

실무에서는 DNS가 느리면 페이지가 열리지 않고, TCP handshake 실패 시 접속 자체가 되지 않는다. 문제 발생 시 어떤 프로토콜에서 문제가 있는지 먼저 식별해야 한다.

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4. OSI 7계층과 TCP/IP 모델

OSI 7계층

OSI 7계층은 통신 과정을 7단계로 나눈 이론적 모델이다. 문제 분석, 설계 기준으로 많이 사용된다.

TCP/IP 4계층

TCP/IP 모델은 실제 인터넷에서 사용되는 현실적인 구조다. OSI보다 단순하며, TCP/IP 프로토콜 스택을 기준으로 한다.

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5. OSI vs TCP/IP 계층 비교

OSI 7 Layer vs TCP/IP Model Layer

OSI 계층	TCP/IP 계층	설명
7. 응용(Application)	4. 응용(Application)	사용자 인터페이스, 프로토콜 제공
6. 표현(Presentation)	〃	인코딩, 암호화
5. 세션(Session)	〃	세션 유지, 동기화
4. 전송(Transport)	3. 전송(Transport)	TCP, UDP 사용
3. 네트워크(Network)	2. 인터넷(Internet)	IP 주소, 라우팅
2. 데이터링크(Data Link)	1. 네트워크 인터페이스	MAC 주소, 프레임 단위 처리
1. 물리(Physical)	〃	전기신호, 케이블

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6. OSI 7계층별 주요 역할과 실무 활용 예시

계층	역할	주요 프로토콜	실무 활용
7. 응용	사용자 요청 처리	HTTP, FTP, DNS	웹 요청, API 통신
6. 표현	데이터 인코딩/암호화	TLS, JPEG, Base64	HTTPS 통신, 파일 포맷 변환
5. 세션	세션 생성과 종료	NetBIOS, RPC	로그인 유지, 원격 연결
4. 전송	데이터 분할 및 순서 보장	TCP, UDP	포트 번호 분석, 연결 상태 확인
3. 네트워크	라우팅, IP 주소	IP, ICMP	ping/traceroute, 라우터 설정
2. 데이터링크	MAC 주소 기반 통신	Ethernet, ARP	ARP 충돌, VLAN 구성
1. 물리	비트 전송, 케이블	UTP, 광섬유	케이블 불량, 포트 죽음 확인

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7. OSI 7계층의 통신 흐름 (송신 → 수신)

송신 측 (보내는 컴퓨터)

• ➖ 사용자가 웹 브라우저에서 주소 입력 → 7계층
• ➖ TLS 암호화 → 6계층
• ➖ 세션 유지 → 5계층
• ➖ TCP 패킷으로 나눔, 포트 지정 → 4계층
• ➖ IP 주소와 라우팅 결정 → 3계층
• ➖ MAC 주소 부여 → 2계층
• ➖ 전기 신호로 전송 → 1계층

수신 측 (받는 컴퓨터)

• ➖ 비트를 전기신호로 복구 → 1계층
• ➖ MAC 주소 확인 → 2계층
• ➖ IP 주소 확인 및 재조립 → 3계층
• ➖ 포트 확인 및 응용 계층 연결 → 4~7계층

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8. 실무에서 OSI 7계층이 중요한 이유

• ➖ ping은 3계층(ICMP), arp는 2계층, DNS는 7계층
• ➖ FTP는 20/21 포트를 사용, 방화벽에서 4계층 이상 통과 여부가 관건
• ➖ 웹서버가 뜨지 않으면 4~7계층 문제, 케이블 문제는 1계층
• ➖ 문제 발생 시 아래 순서대로 점검한다:

  케이블/링크 상태 (1계층)
  MAC 주소 테이블/ARP (2계층)
  IP 주소, 서브넷, 게이트웨이 (3계층)
  TCP handshake 여부 (4계층)
  세션 유지 문제 (5계층)
  암호화 오류, 인증서 (6계층)
  웹 서비스, DNS 응답 등 (7계층)

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9. 마무리

OSI 7계층은 단순히 외우는 것이 아니라, 문제 해결을 위한 기준선으로 활용해야 한다.
초보 엔지니어일수록 계층별 역할을 명확히 이해하고, 각 계층에서 어떤 도구(ping, netstat, nslookup 등)를 써야 하는지 익히는 것이 중요하다.

앞으로 네트워크 장애를 마주할 때, 단순히 “안 된다”가 아니라 “몇 계층에서 안 되고 있는지”부터 판단할 수 있어야 한다.