[Network] OSI 7계층

📌 들어가며

이번 글에서는 네트워크 통신을 7개 계층으로 나눈 OSI 7계층을 정리한다. 각 계층이 어떤 역할을 하고 어떤 프로토콜·장비가 동작하는지 계층별로 살펴본다.

OSI 모델이란? Open Systems Interconnection — 네트워크 통신의 각 단계를 7개 계층으로 나눈 모델. 각 계층이 독립적으로 동작해, 통신의 효율성과 안정성을 높이고 문제를 계층 단위로 진단할 수 있게 한다.

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1. 7계층 한눈에 보기

아래(물리) → 위(응용) 방향으로, 데이터가 계층을 거치며 헤더가 붙고 벗겨진다.

flowchart TB
    L7["7. 응용 (HTTP·FTP·DNS)"]
    L6["6. 표현 (JPEG·SSL/TLS)"]
    L5["5. 세션 (RPC·NetBIOS)"]
    L4["4. 전송 (TCP·UDP)"]
    L3["3. 네트워크 (IP·ICMP)"]
    L2["2. 데이터 링크 (MAC·ARP)"]
    L1["1. 물리 (Ethernet·USB)"]
    L7 --- L6 --- L5 --- L4 --- L3 --- L2 --- L1

계층	이름	단위	장비	대표 프로토콜
7	응용	데이터	-	HTTP·FTP·DNS
6	표현	데이터	-	JPEG·SSL/TLS
5	세션	데이터	-	RPC·NetBIOS
4	전송	세그먼트	-	TCP·UDP
3	네트워크	패킷	라우터	IP·ICMP·OSPF
2	데이터 링크	프레임	스위치·브릿지	MAC·ARP·PPP
1	물리	비트	허브·리피터	Ethernet·USB

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2. 하위 계층 (1~3) — 전달

1. 물리 계층

데이터를 전기/광 신호로 변환해 케이블로 전송한다. 장비는 허브·리피터.

2. 데이터 링크 계층

프레임 단위로 오류·흐름을 관리하고, MAC 주소로 특정 장치에 전달한다. 장비는 스위치·브릿지.

• MAC: 네트워크 카드 고유 식별자 → 출발지/목적지 식별
• ARP: IP 주소를 MAC 주소로 매핑

3. 네트워크 계층

여러 네트워크를 거칠 때 경로를 찾는(라우팅) 역할. IP 주소 기반으로 목적지까지 전달하며 라우터가 동작한다.

• IP: 목적지 식별·경로 선택 / ICMP: ping·traceroute에 사용

💡 2계층 MAC vs 3계층 IP — MAC은 “바로 옆 장비”를 가리키는 물리 주소, IP는 “최종 목적지”를 가리키는 논리 주소다. 그래서 패킷은 IP로 최종 목적지를, MAC으로 다음 홉(hop)을 지정하며 라우터를 넘어간다.

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3. 상위 계층 (4~7) — 처리

4. 전송 계층

종단 간(End-to-End) 통신을 제공하고, 데이터 분할·조립·흐름 제어·오류 복구를 담당한다.

프로토콜	특징
TCP	신뢰성 있는 연결 기반(분할→재조립)
UDP	신뢰성 낮지만 빠름(실시간에 적합)

5. 세션 계층

양 끝단의 연결을 설정·유지·종료하고 데이터 동기화를 담당한다(RPC·NetBIOS).

6. 표현 계층

데이터를 앱이 이해할 형태로 변환·압축·암호화한다(JPEG·SSL/TLS).

7. 응용 계층

최종 사용자 인터페이스를 제공한다(HTTP·FTP·DNS).

💡 암기 팁 — 아래에서 위로 “물·데·네·전·세·표·응“으로 외우면 편하다. 실무 트러블슈팅도 이 순서로 “케이블(1) → 스위치(2) → IP 라우팅(3) → 포트(4) → 앱(7)”을 따라 내려가며 원인을 좁힌다.

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📝 정리

OSI 7계층
├─ 1 물리     비트 · 허브/리피터 (Ethernet)
├─ 2 데이터링크 프레임 · 스위치 (MAC·ARP)
├─ 3 네트워크  패킷 · 라우터 (IP·ICMP)
├─ 4 전송     세그먼트 (TCP·UDP)
├─ 5 세션     연결 관리 (RPC)
├─ 6 표현     변환·암호화 (SSL/TLS)
└─ 7 응용     사용자 (HTTP·DNS)

개념	한 줄 정의
OSI 7계층	통신을 7단계로 나눈 모델
MAC vs IP	다음 홉 / 최종 목적지
TCP vs UDP	신뢰성 / 속도

OSI 7계층의 핵심은 역할을 계층으로 분리해, 각 단계를 독립적으로 이해하고 문제를 계층별로 진단하는 것이다. 하위(전달)와 상위(처리)를 구분하면 네트워크 전체 그림이 명확해진다.