[CS] OSI 7계층

네트워크 통신의 가장 기본 구조를 이해하려면 반드시 알아야 하는 표준 프레임워크

컴퓨터 네트워크 통신은 단순히 데이터를 보내고 받는 동작이 아니라 여러 단계의 프로세스로 이루어집니다.
이 과정을 명확하게 분리하고 설명하기 위해 만든 이론적 기준이 바로 OSI 7계층입니다.

OSI 모델은 국제표준화기구(ISO)에서 제안한 **참조 모델(reference model)**로서,
네트워크 통신을 7단계로 나누어 기능별로 설명할 수 있도록 설계되었습니다.

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📌 OSI 7계층 전체 개요

 

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│ 7. Application (응용 계층)      │  💡 사용자와 직접 상호작용
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│ 6. Presentation (표현 계층)     │  💡 데이터 형식 변환 및 암호화
├─────────────────────────────────┤
│ 5. Session (세션 계층)          │  💡 통신 세션 및 상태 관리
├─────────────────────────────────┤
│ 4. Transport (전송 계층)        │  💡 신뢰성/흐름 제어
├─────────────────────────────────┤
│ 3. Network (네트워크 계층)      │  💡 경로 선택(라우팅)
├─────────────────────────────────┤
│ 2. Data Link (데이터 링크 계층) │  💡 프레임 단위 전송/오류 제어
├─────────────────────────────────┤
│ 1. Physical (물리 계층)         │  💡 비트(bit) 수준의 전송
└─────────────────────────────────┘

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🏗 OSI 모델이 왜 중요한가?

✔ 네트워크 통신을 단계별로 시각화할 수 있게 해줍니다.
✔ 통신 과정에서 어떤 단계에서 문제가 있는지 빠르게 파악할 수 있습니다.
✔ 복잡한 기술들을 하위 기능으로 분리해 이해할 수 있습니다.

현실의 인터넷은 TCP/IP 모델을 기반으로 하지만, OSI 모델은 학습과 구조적 이해에서 표준으로 쓰입니다.

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🔍 각 계층의 역할과 핵심 기능

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🧱 1계층 • Physical Layer (물리 계층)

📌 핵심 역할: 전기적/광 신호로 0과 1의 비트를 전송합니다.

📌 무엇을 하는가?

• 비트 단위로 신호를 전송
• 전송 매체(케이블, 광섬유, 무선) 정의
• 신호 속도, 전압, 커넥터 등

📌 예시 장비

• 랜 케이블, 허브(Hub), 리피터 등

💡 이 계층은 데이터의 내용에 관심이 없고, 오직 물리적 전송에 집중합니다.

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📦 2계층 • Data Link Layer (데이터 링크 계층)

📌 역할

• 물리 계층에서 전달된 데이터를 프레임 단위로 묶어 전송
• 같은 네트워크(LAN) 내 통신 담당

📌 대표 프로토콜 / 기술

• Ethernet
• ARP
• MAC Address

📌 대표 장비

• Switch
• Bridge

💡 이미지로 이해하기

같은 건물 안에서 **호수(MAC 주소)**만 보고 배달하는 택배

 

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📍 3계층 • Network Layer (네트워크 계층)

📌 역할

• 서로 다른 네트워크 간 데이터 전달
• 목적지까지 경로 선택(라우팅) 수행

📌 대표 프로토콜

• IP (IPv4 / IPv6)
• ICMP

📌 대표 장비

• Router

💡 이 계층은 데이터가 목적지까지 어떻게 가야 하는지를 결정합니다.

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🔁 4계층 • Transport Layer (전송 계층)

📌 역할

• 송신자와 수신자 간 신뢰성 있는 데이터 전달
• 포트 번호를 이용해 애플리케이션 구분

📌 기능

• 흐름 제어
• 오류 제어
• 포트 번호를 이용한 연결 구분

📌 대표 프로토콜

• TCP
• UDP

📌 TCP vs UDP

• TCP: 신뢰성, 순서 보장 (웹, 이메일)
• UDP: 빠른 속도, 비연결 (스트리밍, 게임)

 

💡 응용 계층에서 요청한 데이터를 신뢰성 있게 송수신하는 역할입니다.

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🔄 5계층 • Session Layer (세션 계층)

📌 역할

• 통신 세션의 생성, 유지, 종료 관리
• 연결 상태 제어

📌 대표 기술

• NetBIOS Session
• RPC

💡 이미지로 이해하기

전화 통화의 “연결됨 / 통화 중 / 끊김” 상태 관리

📎 실무에서는 다른 계층과 통합되는 경우가 많습니다.

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🔐 6계층 • Presentation Layer (표현 계층)

📌 역할

• 데이터 형식 변환
• 암호화 / 복호화
• 압축 / 해제

📌 대표 기술

• SSL / TLS
• 문자 인코딩 (UTF-8 등)

💡 이미지로 이해하기

문서를 PDF로 변환하거나
암호화된 데이터를 해독하는 과정

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🖥 7계층 • Application Layer (응용 계층)

📌 역할

• 사용자가 직접 사용하는 네트워크 서비스 제공

📌 대표 프로토콜

• HTTP / HTTPS
• FTP
• SMTP
• DNS

💡 이미지로 이해하기

웹 브라우저에서 URL을 입력하고
서버로부터 화면을 받아보는 전체 과정

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⚖️ OSI 7계층 vs TCP/IP 모델

OSI 7계층은 학생/초보자 학습용으로 강력한 개념 도구입니다.
반면 TCP/IP는 실제 인터넷에서 사용되는 구조입니다.

목적	개념적 모델	현실적 인터넷 구조
계층 수	7개	4~5개
활용	설명/교육	실제 네트워크

예를 들어, OSI의 세션·표현·응용 계층은 TCP/IP에서는 응용 계층 하나로 통합됩니다.

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🧠 면접 답변 예시

Q. OSI 7계층에 대해 설명해 주세요.

OSI 7계층은 네트워크 통신 과정을 기능별로 7단계로 나누어 정의한 참조 모델입니다.
실제 인터넷은 TCP/IP 모델을 기반으로 동작하지만, OSI 7계층은 통신 과정을 구조적으로 이해하고 설명하기 위해 사용됩니다.
물리적인 신호 전송부터 사용자가 직접 사용하는 응용 서비스까지 각 계층의 역할이 명확히 분리되어 있어,
네트워크 흐름을 단계적으로 파악하거나 장애 발생 시 원인을 계층 단위로 분석하는 데 유용합니다.