2026-05-07

Networking — OSI 모델 이해하기

Computer Network란?

2개 이상의 Network Interface 사이의 통신이다. Network Interface는 컴퓨터가 네트워크에 연결되는 물리적/논리적 접점으로, 노트북의 Wi-Fi 카드, 데스크탑의 이더넷 포트, VM의 ens160 등이 해당된다.

ISO(International Organization for Standardization)가 1984년에 개발한 7계층 통신 표준이다. 표준화 이전에는 각 제조사가 자체 통신 규격을 사용해서 서로 다른 장비 간 통신이 되지 않는 문제가 있었다.

모든 계층은 세 가지 요소로 구성된다:

구분	Data Unit	Layer	역할
Host	data	7. Application	사용자가 직접 쓰는 앱 (브라우저, 메일)
Host	data	6. Presentation	데이터 형식 변환, 암호화 (UTF-8, TLS, gzip)
Host	data	5. Session	연결 유지/종료 관리
Host	segments	4. Transport	TCP(신뢰) vs UDP(속도), 포트 번호
Media	packets	3. Network	IP 주소, 라우팅
Media	frames	2. Data Link	MAC 주소, 스위치
Media	bits	1. Physical	전기신호, 케이블

Layer 1은 전기신호 같은 물리적 신호이고, 위로 올라갈수록 사람이 이해할 수 있는 형태로 가공된다. 데이터를 보낼 때는 위에서 아래로(캡슐화), 받을 때는 아래에서 위로(역캡슐화) 흐른다.

브라우저에서 https://example.com에 접속할 때:

받는 쪽은 L1 → L7로 반대로 올라온다.

한 번에 "전기신호 → 웹페이지"로 변환하면 너무 복잡하다. 계층을 나누면 각 계층이 자기 역할만 신경 쓰면 되고(관심사 분리), 한 계층을 바꿔도 다른 계층에 영향이 없다. 케이블을 광섬유로 바꿔도 TCP는 그대로 동작한다.

OSI 계층을 이해하면 문제가 어느 계층에서 발생했는지 좁힐 수 있다.

Q. 네트워크 인터페이스란?

컴퓨터가 네트워크에 연결되는 물리적/논리적 접점이다. 노트북의 Wi-Fi 카드, 데스크탑의 이더넷 포트(랜선 꽂는 곳), VM에서 ip addr show 했을 때 보이는 ens160, ens224 등이 해당된다.

Q. OSI 표준화 이전에는 어떤 문제가 있었나?

각 제조사(Cisco, IBM 등)가 자체 통신 규격을 사용해서 Cisco 장비끼리는 통신되지만 IBM 장비와는 안 되는 식이었다.

Q. Link Layer 통신이란?

같은 네트워크 구간(LAN) 안에서 바로 옆 장치까지 데이터를 전달하는 계층이다. MAC 주소를 사용한다. L2는 "같은 동네 안에서 누구 집 문앞까지", L3는 "어느 동네로 보내야 하지?"에 해당한다.

Q. Layer 4는 단순 전달 통로인가?

아니다. Transport 계층은 데이터 조각 나누기, 순서 맞추기, 재전송, 연결 관리(TCP), 포트 번호 기반 구분 등 end-to-end 전송 품질을 관리하는 계층이다.

Q. Session과 연결 보장은 다른 의미인가?

다르다. 연결 보장은 L4(TCP) 쪽으로 전송 안정성에 가깝고, 세션 관리는 L5 쪽으로 대화를 시작/유지/종료하고 현재 어떤 대화가 진행 중인지 관리하는 개념이다.

Q. Presentation Layer의 예시는?

문자열 인코딩(UTF-8), 암호화(TLS/SSL), 압축(gzip), 직렬화/포맷(JSON, XML) 등이다. 같은 데이터라도 어떤 형식으로 표현할지 맞추는 과정이다.

Q. 웹서버의 router와 Layer 3 router의 관계는?

다른 개념이다. 네트워크 router는 IP 패킷의 경로를 결정하는 물리 장비이고, 웹서버 router는 URL 경로를 핸들러에 매핑하는 소프트웨어 패턴이다. "요청을 적절한 목적지로 보낸다"는 비유에서 차용한 것이다.

Q. service / protocol / interface의 차이를 편지로 비유하면?