OSI 7계층(OSI 7 Layer): 네트워크 통신을 7단계로 나눈 설계도
OSI 7계층은 물리 신호부터 사용자 애플리케이션까지, 네트워크 기능을 7단계로 나눈 개념적 설계도다. 실무에서는 TCP/IP 4계층으로 단순화해 쓰지만, 문제 분석과 개념 정리에는 여전히 유용하다. 각 계층마다 맡은 역할이 정해져 있어, 복잡한 통신 과정을 구조화하고 표준화하는 데 도움을 준다.
1. 한눈에 보는 OSI 7계층
| 번호 | 계층 이름 | 주요 기능 | 예시 |
|---|---|---|---|
| 7 | 응용 (Application) | 사용자와 직접 상호작용, 네트워크 서비스 제공 | HTTP/HTTPS, FTP, SMTP, DNS, SSH |
| 6 | 표현 (Presentation) | 데이터 형식 변환, 암호화/복호화, 압축 | JPEG, MP3, SSL |
| 5 | 세션 (Session) | 연결 설정·유지·종료, 세션 관리 | NetBIOS, RPC, PPTP |
| 4 | 전송 (Transport) | 데이터 전송 신뢰성 보장, 오류 제어 | TCP, UDP, QUIC, SCTP |
| 3 | 네트워크 (Network) | 주소 지정, 경로 선택(라우팅) | IP, ICMP, ARP, OSPF, BGP |
| 2 | 데이터링크 (Data-Link) | 프레임 생성, MAC 주소 기반 전달, 에러 감지 | Ethernet, Wi-Fi(802.11), PPP, VLAN, 스위치 |
| 1 | 물리 (Physical) | 0/1 신호를 실제 매체로 전송 | UTP 케이블, 광섬유, 전파, 허브, 리피터 |
2. 계층별 세부사항
물리 계층(1)부터 응용 계층(7)까지, 아래에서 위로 올라가며 추상화 수준이 높아진다.
1계층. 물리 (Physical)
“전깃줄에 0과 1을 어떻게 흘려보낼까?”
- 전압 크기, 광펄스 세기, 라디오 주파수 등 신호의 물리적 특성을 정의한다
- 허브·리피터처럼 “증폭만 하고 아무 판단도 못 하는” 장비가 여기에 속한다
2계층. 데이터링크 (Data-Link)
“같은 네트워크(브로드캐스트 도메인) 안에서 누가 누구인지 구분하려면?”
- MAC 주소를 붙여 프레임 단위로 전송하며, CRC로 프레임 오류를 검출한다
- 스위치·브리지, VLAN, ARP 캐시 같은 개념이 등장한다
3계층. 네트워크 (Network)
“지구 반대편 호스트까지 가려면 중간 경로(라우팅)를 어떻게 잡을까?”
- IP 주소를 붙이고, 라우터가 최적 경로를 찾아 포워딩한다
- ICMP의 ‘목적지 도달 불가’, OSPF/BGP 같은 라우팅 프로토콜이 여기에 있다
4계층. 전송 (Transport)
“프로세스 간에 패킷이 유실돼도 재전송하고, 순서도 맞춰야지”
- TCP: 3-Way Handshake, 흐름/혼잡 제어, 세그먼트 재전송
- UDP: 최소한의 헤더로 “빠르지만 책임지지 않는” 전송
- QUIC: HTTP/3가 쓰는 신흥 강자. UDP 위에 신뢰성과 TLS를 포함
5계층. 세션 (Session)
“논리적인 대화방(세션)을 열고 닫는 관리를 맡자”
- 체크포인트·재동기화·다중 스트림 제어가 가능하다
- 실무에서는 구분이 애매하다. OSI만의 전통적 구분이며, 실제 구현은 주로 응용/전송 계층이 흡수한다
6계층. 표현 (Presentation)
“바이트를 사람이 읽을 수 있게, 또는 암호화된 형태로 변환하자”
- 문자 집합 변환(UTF-8 ↔ EUC-KR), 압축(GZIP), 암복호화(TLS)를 담당한다
- 응용 계층과 합쳐 다루는 경우가 많지만, 보안·멀티미디어 코덱을 설명할 때 유용하다
7계층. 응용 (Application)
“사용자 프로그램이 원하는 서비스 그 자체”
- 웹브라우저-HTTP, 메일-SMTP/IMAP, 파일전송-FTP/SFTP처럼 실제 앱 프로토콜이 자리한다
- API 호출(REST/GraphQL), 메신저 프로토콜도 여기서 논의된다
3. 왜 TCP/IP 4계층을 더 많이 쓸까?
| OSI 계층 | TCP/IP (실무) | 설명 |
|---|---|---|
| 7–5 | 응용 계층 | HTTP·TLS·RPC 등을 한 덩어리로 묶음 |
| 4 | 전송 계층 | TCP·UDP·QUIC |
| 3 | 인터넷 계층 | IP, ICMP 등 |
| 2–1 | 네트워크 접근 계층 | Ethernet·Wi-Fi·물리 매체 |
- 간소화: 실제 구현에서 세션·표현 계층이 따로 분리돼 작동하지 않는 경우가 많아 4단계로 줄였다
- 표준화 주체 차이: OSI는 ISO(국제표준화기구), TCP/IP는 IETF(인터넷 엔지니어링 태스크포스)가 주도한다
4. OSI 7계층을 배우는 이유
| 이유 | 설명 |
|---|---|
| 문제 진단 | “이건 3계층 문제인가, 4계층 문제인가?”를 구분해야 디버깅이 쉽다 |
| 역할 분리 | 새 프로토콜 설계 시 “이 기능은 어느 계층 책임인가?”를 결정하는 기준이 된다 |
| 학습 프레임 | 물리 → 응용으로 올라가며 추상화와 책임 범위를 체계적으로 이해할 수 있다 |
