⚡ 네트워크 - OSI 7계층과 TCP · IP

🔹 OSI 7계층이란?

• OSI(Open Systems Interconnection) 모델은 네트워크 통신을 7단계 계층으로 나눈 구조적 모델이다.
• 각 계층은 서로 독립적으로 동작하며, 아래 계층의 기능을 기반으로 위 계층이 동작한다.

▫️ 물리 계층 (Physical)

• 전기 신호, 전송 매체, 케이블, 핀 등 실제 하드웨어

▫️ 데이터 링크 계층 (Data Link)

• MAC 주소 기반 통신, 프레임 단위 전송, 오류 검출
• 예: 이더넷, 스위치

▫️ 네트워크 계층 (Network)

• IP 주소 기반 경로 설정, 라우팅
• 예: IP, 라우터

▫️ 전송 계층 (Transport)

• 종단 간 신뢰성 있는 데이터 전송, TCP/UDP
• 포트 번호를 이용해 여러 애플리케이션 구분

▫️ 세션 계층 (Session)

• 세션 생성, 유지, 종료 담당
• 실질적으로는 전송 계층 또는 애플리케이션 계층에 통합되기도 함

▫️ 표현 계층 (Presentation)

• 데이터 형식 변환, 암호화, 압축
• 예: JPEG, MPEG, SSL/TLS

▫️ 애플리케이션 계층 (Application)

• 사용자가 직접 사용하는 응용 서비스
• 예: HTTP, FTP, DNS, SMTP

🔹 TCP/IP 4계층

• 실제 인터넷에서는 OSI 7계층보다 간단한 TCP/IP 4계층 모델이 주로 사용된다.

• 애플리케이션 계층: HTTP, FTP, DNS
• 전송 계층: TCP, UDP
• 인터넷 계층: IP

• 네트워크 인터페이스 계층: 이더넷, MAC

• OSI와의 대응 관계는 다음과 같다.

OSI 계층	TCP/IP 계층
7 ~ 5	애플리케이션 계층
4	전송 계층
3	인터넷 계층
2 ~ 1	네트워크 인터페이스 계층

🔹 TCP vs UDP

항목	TCP	UDP
연결 방식	연결지향	비연결
신뢰성	있음 (재전송, 순서 보장)	없음
속도	느림	빠름
사용 예시	HTTP, FTP, SMTP	DNS, VoIP, 스트리밍

🔹 TCP가 신뢰성 있는 이유

• 3-way Handshake로 연결을 확립하고, 통신 준비 상태 확인
• 시퀀스 번호로 패킷 순서를 유지하며 순서 보장
• 패킷 손실 시 자동 재전송 메커니즘
• 수신 측의 처리 속도에 맞춰 전송을 조절하는 등 흐름 제어
• 네트워크 상태에 따라 전송 속도 조절하는 등 혼잡 제어

🔹 3-way Handshake란?

• TCP 연결을 설정할 때 사용하는 3단계 절차

1. 클라이언트 → 서버: SYN 패킷 전송 (연결 요청)
2. 서버 → 클라이언트: SYN-ACK 응답 (요청 수락)
3. 클라이언트 → 서버: ACK 응답 (연결 확정)

• 이 과정을 통해 양측이 서로의 존재와 초기 시퀀스 번호를 확인하며, 데이터 송수신을 위한 통신 채널을 안정적으로 구성한다.

🔹 HTTP와 HTTPS

• HTTP: HyperText Transfer Protocol, 텍스트 기반의 웹 통신
• HTTPS: HTTP + SSL/TLS, 암호화된 보안 통신
• HTTPS는 SSL/TLS 계층을 통해 기밀성, 무결성, 인증을 제공하며, 중간자 공격이나 도청으로부터 데이터를 보호한다.

🔹 포트란?

• 포트는 하나의 IP 주소 내에서 여러 애플리케이션을 구분하는 논리적 주소이다.
• 예를 들어, 동일한 IP에서 HTTP는 80번 포트, HTTPS는 443번 포트를 사용한다.
• 0 ~ 65535 범위를 갖는다.
• 0 ~ 1023: well-known 포트
• 1024 ~ 49151: 등록된 포트
• 49152 ~ 65535: 동적/임시 포트

🔹 마무리

• OSI 7계층과 TCP/IP 모델은 네트워크의 기초이자 핵심이다.
• TCP의 신뢰성과 UDP의 속도 차이, 3-way handshake의 이유 등은 면접 단골 질문으로, 각 계층의 역할과 동작 원리를 명확히 이해하고 설명할 수 있어야 한다.