OSI 7계층 모델

데이터가 7개 계층을 내려가며 헤더로 감싸지고(캡슐화), 받는 쪽에서 거꾸로 벗겨지는(역캡슐화) 과정

인터넷에서 메시지 하나를 보낼 때, 실제로는 여러 소프트웨어·하드웨어 계층이 릴레이처럼 일을 나눠 맡습니다. OSI(Open Systems Interconnection) 모델은 이 일을 7개의 계층으로 나눠 설명하는 참조 모델입니다. 각 계층은 바로 위/아래 계층하고만 대화하고, 자기 역할에 필요한 정보를 헤더에 적어 붙입니다.

"Please Do Not Throw Sausage Pizza Away" — Physical·Data Link·Network·Transport·Session·Presentation·Application 을 외우는 영어 문장

① 캡슐화 시뮬레이터

왼쪽 PC A가 "HELLO" 를 보냅니다. 버튼을 누르면 7계층을 한 단계씩 내려가며 헤더가 붙고(L7→L1), 전선을 타고 건너가, 오른쪽 PC B에서 한 단계씩 올라가며 헤더가 벗겨집니다.

▶ PC A · 보내는 쪽 (캡슐화 ↓)

◀ PC B · 받는 쪽 (역캡슐화 ↑)

전송 매체 (전선 / 광섬유 / 전파)

대기 중 — "패킷 보내기" 를 눌러 시작하세요.

PDU 이름이 계층마다 다릅니다. 4계층에서는 세그먼트(TCP)/데이터그램(UDP), 3계층에서는 패킷, 2계층에서는 프레임, 1계층에서는 비트 라고 부릅니다. 같은 데이터인데 "어느 계층 눈으로 보느냐"에 따라 부르는 이름이 바뀌는 것입니다.

② 7개 계층 한눈에

#	계층	핵심 역할	PDU	주소 / 식별자	예시 프로토콜·장비
7	응용 Application	사용자·앱이 직접 쓰는 서비스	Data	URL, 도메인	HTTP, DNS, SMTP, SSH
6	표현 Presentation	인코딩·암호화·압축 (표현 방식 통일)	Data	—	TLS, UTF-8, JPEG, Base64
5	세션 Session	연결의 시작·유지·종료, 대화 관리	Data	세션 ID	소켓, RPC, NetBIOS
4	전송 Transport	종단 간 신뢰성, 순서·재전송, 포트 구분	Segment	포트 번호	TCP, UDP
3	네트워크 Network	서로 다른 망을 건너 경로 선택(라우팅)	Packet	IP 주소	IP, ICMP · 라우터
2	데이터 링크 Data Link	같은 망 안 이웃 장비로 전달, 오류 검출	Frame	MAC 주소	Ethernet, Wi-Fi · 스위치
1	물리 Physical	0/1 비트를 전기·빛·전파 신호로 변환	Bit	—	케이블, 리피터, 허브

왜 "계층"으로 나눌까? Wi-Fi를 유선 랜으로 바꿔도 3계층 위쪽(IP·TCP·HTTP)은 코드 한 줄 안 바뀝니다. 각 계층이 정해진 방식(인터페이스)으로만 위아래와 대화하므로, 한 계층의 기술을 통째로 교체해도 나머지가 영향받지 않습니다.

③ OSI vs TCP/IP

실제 인터넷은 더 단순한 TCP/IP 4계층(또는 5계층) 모델로 동작합니다. OSI는 개념을 설명·비교하기 위한 공통 언어로 주로 쓰입니다.

OSI 7계층

7 응용
6 표현
5 세션
4 전송
3 네트워크
2 데이터 링크
1 물리

TCP/IP 모델

응용 ← OSI 5·6·7 통합 (HTTP, DNS, TLS)
전송 ← OSI 4 (TCP, UDP)
인터넷 ← OSI 3 (IP)
네트워크 접속 ← OSI 1·2 (Ethernet, Wi-Fi)

④ 실제 프레임 안을 들여다보면

브라우저가 GET / HTTP/1.1 를 보낼 때, 네트워크 카드에서 나가는 비트열의 개념적 구조:

[ 이더넷 헤더 | IP 헤더 | TCP 헤더 |            HTTP 데이터            | 이더넷 FCS ]
   목적지 MAC     목적지 IP   목적지 포트   "GET / HTTP/1.1\r\nHost: ..."      오류검출
   출발지 MAC     출발지 IP   80 / 443
    (L2)           (L3)        (L4)              (L7)                         (L2 꼬리)

   └── 스위치가 봄 ──┘
   └──────── 라우터가 봄 ────────┘
   └──────────────── 서버의 웹 프로그램이 봄 ────────────────┘

핵심 중간 장비는 자기 계층 헤더까지만 열어 봅니다. 스위치는 MAC, 라우터는 IP까지만 보고 넘기고, HTTP 본문은 최종 목적지 컴퓨터의 응용 계층에서야 해석됩니다.

⑤ 계층으로 문제를 나눠 생각하기

증상	의심 계층	확인 방법
랜선을 꽂아도 불이 안 들어옴	1 물리	케이블·포트 교체
같은 공유기 안 다른 PC와도 연결 안 됨	2 데이터 링크	스위치·MAC, 랜카드 드라이버
공유기까진 되는데 외부 사이트 IP로 핑이 안 감	3 네트워크	`ping`, 기본 게이트웨이·라우팅
IP 핑은 되는데 특정 포트 접속만 실패	4 전송	방화벽, 포트 개방 여부
도메인만 접속 안 되고 IP로는 됨	7 응용(DNS)	`nslookup`, DNS 서버 변경