OSI 7계층 & TCP/IP 4계층

🖧 OSI 7계층 & TCP/IP 4계층 완전 정복 🌍

네트워크에서 데이터가 어떻게 이동하는지 제대로 이해하려면 OSI 7계층과 TCP/IP 4계층을 깊이 파악해야 한다!
단순한 암기가 아니라, 각 계층이 왜 존재하는지, 어떤 역할을 하는지, 실제로 무슨 일이 벌어지는지까지 쉽게 알아보자!

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🌎 OSI 7계층: 네트워크 통신을 단계별로 나눈 모델

OSI 7계층 모델은 네트워크에서 데이터를 전송할 때 일어나는 과정을 단계별로 정리한 개념 모델이다.
각 계층은 독립적으로 동작하지만, 서로 협력하여 데이터를 송수신한다.
데이터는 위에서 아래로 캡슐화(Encapsulation) 과정을 거치고, 반대로 아래에서 위로 역캡슐화(Decapsulation) 된다.

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🏗 OSI 7계층 자세히 알아보기

 

계층		역할 & 설명
7️⃣ 응용 계층 (Application Layer)	📡 사용자와 네트워크가 직접 상호작용하는 계층	웹 브라우저(HTTP), 이메일(SMTP), 파일 전송(FTP) 등
6️⃣ 표현 계층 (Presentation Layer)	🎨 데이터의 형식을 변환하는 계층	데이터 인코딩, 압축, 암호화 (JPEG, SSL/TLS 등)
5️⃣ 세션 계층 (Session Layer)	🔗 연결을 설정하고 유지하는 계층	TCP 연결 유지, 로그인 관리, 스트리밍 연결 등
4️⃣ 전송 계층 (Transport Layer)	🚚 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당	TCP(신뢰성 보장), UDP(빠른 전송)
3️⃣ 네트워크 계층 (Network Layer)	🛣 목적지까지 가는 최적의 경로를 결정	IP 주소 할당, 라우팅 수행 (IP, ICMP 등)
2️⃣ 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)	🔄 물리적인 네트워크 연결을 담당	MAC 주소 기반 통신, 오류 검출 (이더넷, Wi-Fi)
1️⃣ 물리 계층 (Physical Layer)	⚡ 신호를 전송하는 계층	케이블, 전파, 신호 변환 (광케이블, 라디오 주파수)

 

 

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🎯 OSI 7계층 왜 필요한가?

각 계층이 분리되어 있으면, 네트워크 설계와 문제 해결이 쉬워진다!

 

💡 "내 웹사이트가 안 열려!" → 문제 해결 과정

1️⃣ 웹사이트 요청이 실패 → 응용 계층(HTTP) 문제인가?
2️⃣ 암호화 오류 발생 → 표현 계층(TLS) 문제인가?
3️⃣ 연결이 끊김 → 세션 계층 문제인가?
4️⃣ 데이터가 손실됨 → 전송 계층(TCP) 문제인가?
5️⃣ 목적지에 도달 못함 → 네트워크 계층(IP) 문제인가?
6️⃣ Wi-Fi가 끊김 → 데이터 링크 계층 문제인가?
7️⃣ 케이블이 빠짐 → 물리 계층 문제인가?

 

각 계층이 분리되어 있으면, 네트워크 장애 원인을 쉽게 찾아 해결할 수 있다! 🔍

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🛠 OSI 7계층 자세히 뜯어보기 🚀

7️⃣ 응용 계층 (Application Layer)

 

📡 무슨 일이 벌어지나?

• 사용자가 직접 접하는 계층
• 브라우저, 메일 클라이언트 등이 동작
• HTTP(웹), FTP(파일 전송), SMTP(이메일) 등

⚡ 왜 필요한가?
네트워크를 사용할 수 있도록 애플리케이션이 데이터를 주고받게 해준다.

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6️⃣ 표현 계층 (Presentation Layer)

🎨 무슨 일이 벌어지나?

• 데이터를 사용자가 이해할 수 있는 형식으로 변환
• 암호화(SSL/TLS), 압축(JPEG, MP3), 인코딩(UTF-8)

⚡ 왜 필요한가?
컴퓨터끼리는 이진수(0,1)만 이해하지만, 사람은 문자, 이미지, 영상을 이해한다.
따라서 데이터를 변환하는 과정이 필요하다!

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5️⃣ 세션 계층 (Session Layer)

🔗 무슨 일이 벌어지나?

• 클라이언트와 서버 간 연결(Session)을 설정하고 유지
• 스트리밍 연결 지속
• 예: Netflix에서 영화를 보다가 잠시 정지했는데, 다시 재생해도 연결이 유지됨!

⚡ 왜 필요한가?
네트워크 연결을 관리하여, 데이터 전송 중 끊기지 않도록 연결을 유지한다.

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4️⃣ 전송 계층 (Transport Layer)

🚚 무슨 일이 벌어지나?

• 데이터를 패킷(Segment) 단위로 나누어 전송
• TCP(신뢰성 보장) vs UDP(빠른 속도)

⚡ 왜 필요한가?
네트워크에서 데이터를 송수신할 때 신뢰성을 보장하거나 빠른 전송이 필요한 경우를 선택할 수 있도록 한다!

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3️⃣ 네트워크 계층 (Network Layer)

🛣 무슨 일이 벌어지나?

• 패킷이 목적지까지 가는 경로(Route)를 결정
• IP 주소를 기반으로 라우팅 수행
• IP, ICMP, ARP 프로토콜 사용

⚡ 왜 필요한가?
목적지까지 최적의 경로를 찾아 패킷을 전송해야 하기 때문!

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2️⃣ 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

🔄 무슨 일이 벌어지나?

• MAC 주소 기반으로 데이터 전송
• 네트워크에서 오류 검출 수행
• 이더넷, Wi-Fi 등 포함

⚡ 왜 필요한가?
IP 주소는 변할 수 있지만, MAC 주소는 하드웨어 고유 주소이므로 로컬 네트워크에서 신뢰할 수 있는 통신이 가능하다.

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1️⃣ 물리 계층 (Physical Layer)

⚡ 무슨 일이 벌어지나?

• 데이터를 전기 신호, 무선 주파수, 빛(광섬유) 등으로 변환
• 실제 하드웨어 장비: 케이블, 스위치, 라우터

⚡ 왜 필요한가?
모든 데이터는 결국 물리적인 방식(전파, 신호, 케이블)을 통해 이동해야 한다!

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🚀 OSI 7계층의 특징

각 계층은 서로 독립적으로 동작하며, 데이터를 아래에서 위로 흐르게 한다.
패킷이 전송될 때 캡슐화(Encapsulation) 과정을 거치고, 수신 측에서는 이를 역캡슐화(Decapsulation) 하여 원래 데이터를 복원한다.

캡슐화 예시

🏗 캡슐화(Encapsulation) 과정

1️⃣ 응용 계층에서 전송할 데이터를 만든다.
2️⃣ 각 계층에서 헤더를 추가하여 데이터 구조를 만든다.
3️⃣ 물리 계층에서 최종적으로 전기 신호로 변환하여 송출한다.

🔄 역캡슐화(Decapsulation) 과정

1️⃣ 수신 측에서 데이터를 받으면 물리 계층에서 시작하여 헤더를 제거한다.
2️⃣ 최종적으로 응용 계층에서 원래의 데이터가 복원된다.

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🌍 TCP/IP 4계층과 OSI 7계층 비교

 

TCP/IP 계층	역할	OSI 계층 대응
4️⃣ 응용 계층	HTTP, FTP, SMTP 등	OSI 7,6,5 계층
3️⃣ 전송 계층	TCP(신뢰성), UDP(빠른 전송)	OSI 4 계층
2️⃣ 인터넷 계층	IP 주소, 라우팅	OSI 3 계층
1️⃣ 네트워크 액세스 계층	MAC 주소, 물리적 전송	OSI 2,1 계층

 

💡 TCP/IP 모델은 OSI보다 간단하고 실용적인 네트워크 모델로 인터넷에서 가장 많이 사용된다.

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🔄 PDU (Protocol Data Unit, 프로토콜 데이터 단위)

각 계층에서 데이터가 전달될 때 특정 단위로 처리된다. 이를 PDU(Protocol Data Unit)라고 한다.

계층	PDU 명칭	설명
응용 계층	데이터 (Data)	사용자 데이터
전송 계층	세그먼트 (Segment)	TCP/UDP 패킷
네트워크 계층	패킷 (Packet)	IP 패킷 (라우팅 정보 포함)
데이터 링크 계층	프레임 (Frame)	MAC 주소 포함된 데이터
물리 계층	비트 (Bits)	0과 1의 신호

 

 

# 이미지 출처

https://www.inflearn.com/course/%EA%B0%9C%EB%B0%9C%EC%9E%90-%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%84%B0%EA%B3%B5%ED%95%99-%ED%98%BC%EC%9E%90%EA%B3%B5%EB%B6%80%ED%95%98%EB%8A%94-%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC/dashboard

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