Network - 네트워크 모델의 OSI 모델과 TCP/IP모델

네트워크가 원활하게 작동하기 위해서는 데이터가 어떻게 전송되고, 어떤 규칙을 따라야 하는지에 대한 명확한 구조가 필요하다.

이를 위해 네트워크 통신의 기본 원칙을 정리한 두 가지 주요 모델은

OSI(Open Systems Interconnection) 모델과 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 모델이다.

 

이번 글에서는 이 두 모델의 개념과 차이점을 알아보고, 각각의 계층이 담당하는 역할에 대해서 알아보자

 

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OSI 모델: 네트워크의 청사진

 

OSI 모델은 네트워크 통신을 7개의 계층으로 나눈 참조 모델이다.

이 모델은 국제 표준화 기구(ISO)에 의해 1984년에 만들어졌으며, 네트워크에서 데이터가 어떻게 흐르는지를 단계별로 설명한다.

 

OSI 7계층

 

1. 물리 계층(Physical Layer)

- 데이터가 실제로 전송되는 물리적인 연결을 담당한다.

- 케이블, 신호, 핀, 전압 등 하드웨어적인 요소가 포함

 

2. 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

- 물리 계층에서 받은 데이터를 오류 없이 전송하기 위해 패킷을 프레임으로 나누고, MAC 주소를 이용해 장치 간 통신을 관리한다.

 

3. 네트워크 계층(Network Layer)

- 데이터의 경로를 결정하고, 목적지까지 전달한다.

- IP 주소를 사용하며, 라우팅의 핵심 역할을 한다.

 

4. 전송 계층(Transport Layer)

- 데이터의 신뢰성을 보장하며, 송신자와 수신자 간의 데이터 흐름을 제어한다.

- TCP와 UDP가 이 계층에서 동작

 

5. 세션 계층(Session Layer)

- 통신 세션을 설정, 유지, 종료하는 역할을 한다.

- 즉, 클라이언트와 서버 간의 연결을 관리한다.

 

6. 표현 계층(Presentation Layer)

- 데이터 형식을 변환하거나 압축 및 암호화를 수행한다.

- 서로 다른 시스템 간 데이터 호환성을 보장

 

7. 응용 계층(Application Layer)

- 사용자가 직접 상호작용하는 계층으로, 이메일, 웹 브라우저, 파일 전송 등의 응용 프로그램이 포함된다.

 

OSI 모델은 이론적으로 모든 네트워크 통신을 설명하는 데 사용되며, 네트워크 설계 및 분석에 있어 훌륭한 도구입니다.

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TCP/IP 모델: 인터넷의 근본

 

TCP/IP 모델은 인터넷에서 데이터 통신을 표준화하기 위해 개발된 실질적인 네트워크 모델이다.

OSI 모델보다 단순하며, 총 4개의 계층으로 구성되어 있다.

오늘날의 인터넷은 이 모델을 기반으로 작동한다.

 

 

TCP/IP 4계층

 

1. 네트워크 인터페이스 계층(Network Interface Layer)

- OSI 모델의 물리 계층과 데이터 링크 계층에 해당하며, 하드웨어와 네트워크 간의 데이터 전송을 처리합니다.

 

2. 인터넷 계층(Internet Layer)

- OSI의 네트워크 계층과 동일하게, IP 주소를 기반으로 데이터를 목적지까지 전달합니다.

- 주요 프로토콜: IPv4, IPv6, ICMP, ARP

 

3. 전송 계층(Transport Layer)

- OSI의 전송 계층과 동일하며, 데이터를 세그먼트로 분할하고, 신뢰성을 보장합니다.

- 주요 프로토콜: TCP(신뢰성 보장), UDP(빠른 전송)

 

4. 응용 계층(Application Layer)

- OSI의 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층을 통합한 계층으로, 이메일, HTTP, FTP와 같은 프로토콜이 작동합니다.

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OSI와 TCP/IP 모델의 차이점

 

구분	OSI 모델	TCP/IP 모델
계층 수	7계층	4계층
목적	이론적인 모델로, 네트워크 설계와 분석을 돕기 위해 만들어짐	인터넷 통신을 위한 실질적인 구현 모델
통합	OSI는 세션, 표현, 응용 계층을 분리	TCP/IP는 세션,표현,응용 계층을 응용 계층으로 통합
프로토콜 의존성	프로토콜에 독립적	특정 프로토콜(TCP, IP)을 기반으로 설
구현과 활용	실제로 구현된 사례는 거의 없으며, 주로 교육 및 설계 참고용으로 사용	오늘날 인터넷과 대부분의 네트워크에서 실제 구현되어 활용

 

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OSI와 TCP/IP의 공통점

 

1. 계층화 구조 : 두 모델 모두 네트워크 통신 과정을 계층으로 나누어 구조화했다.

2. 데이터 흐름 관리 : 데이터를 송신자에서 수신자로 전송하는 프로세스를 명확히 정의한다.

3. 표준화 : 네트워크 통신의 기본 원칙과 프로세스를 표준화하여, 다양한 장치 간의 상호 운용성을 제공한다.

4. 에러 처리 : 데이터 전송 중 발생할 수 있는 오류를 감지하고 수정하는 메커니즘을 포함한다.

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왜 두 모델을 배워야 할까?

 

1. 네트워크 문제 해결

- 네트워크 장애가 발생했을 때, 어느 계층에서 문제가 발생했는지 파악하는 데 도움이 된다.

예를 들어, IP 주소 문제는 네트워크 계층에서 발생하고, 포트 연결 문제는 전송 계층에서 확인할 수 있다.

 

2. 프로토콜 이해

- TCP, IP, HTTP, FTP 등 다양한 프로토콜의 역할과 동작을 이해할 수 있다. 이를 통해 네트워크 통신의 흐름을 더욱 잘 파악할 수 있다.

 

3. 네트워크 설계

- 계층별 역할을 이해하면 효율적인 네트워크를 설계할 수 있다.

예를 들어, 응용 계층의 요구 사항에 맞는 전송 계층 프로토콜(TCP 또는 UDP)을 선택할 수 있다.

 

4. 기술 트렌드 이해

- 네트워크 기술은 지속적으로 발전하고 있다. 5G, 클라우드 컴퓨팅, IoT(사물 인터넷)와 같은 최신 기술도 이러한 모델의 개념을 기반으로 동작한다.

 

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정리

 

OSI 모델은 네트워크 통신의 청사진 역할을 하며, TCP/IP 모델은 인터넷 통신의 실질적인 기반이 된다.

두 모델을 모두 이해하면 네트워크의 기본 원리를 명확히 파악할 수 있으며, 네트워크 설계, 운영, 문제 해결 능력을 크게 향상시킬 수 있다. 특히, 오늘날의 인터넷 환경에서 네트워크 전문가로서 필수적인 지식을 갖추는 데 이 두 모델의 이해는 핵심적인 역할을 하게되니 꼭 정리는게 좋다.

 

앞으로의 글에서는 각 계층별로 주요 프로토콜과 동작 원리를 더 자세히 알아보자.

 

 

끝.