15차시: 통신 구조의 기본 — OSI 모델과 계층별 역할¶
📌 학습 목표¶
- OSI 7계층 모델의 각 계층 이름과 역할을 순서대로 설명할 수 있다
- 물리계층(신호·변복조), 데이터링크계층(오류 제어), 네트워크계층(라우팅) 등 하위 계층의 기능을 구분할 수 있다
- TCP/IP 모델과 OSI 모델의 대응 관계를 이해하고 실제 통신 과정(캡슐화/역캡슐화)을 설명할 수 있다
🎯 핵심 주제 카드¶
🧠 OSI 7계층 모델¶
통신을 7개 계층으로 분리하여 각 계층의 역할과 책임을 명확히 정의한 국제 표준 참조 모델입니다.
🧠 TCP/IP 모델¶
실제 인터넷에서 사용되는 4계층 프로토콜 모델로, OSI 모델을 실용적으로 단순화한 구조입니다.
🔧 캡슐화 과정 추적¶
데이터가 송신 측에서 각 계층을 통과하며 헤더가 붙는 과정을 단계별로 따라가는 활동입니다.
📝 계층별 역할 구분¶
시험에서 자주 출제되는 각 계층의 핵심 기능, 프로토콜, 장비를 정리하고 확인합니다.
⏱️ 수업 흐름¶
1단계: 왜 계층 구조가 필요한가? (8분)¶
통신 시스템을 왜 여러 계층으로 나누는지, 일상의 비유를 통해 그 필요성을 이해합니다. Part 1~3에서 배운 신호, 변조, 오류 정정의 위치를 확인합니다.
2단계: OSI 7계층 — 전체 구조 파악 (15분)¶
7개 계층 각각의 이름, 역할, 대표 프로토콜과 장비를 체계적으로 학습합니다. 특히 물리·데이터링크·네트워크 계층을 중심으로 깊이 있게 다룹니다.
3단계: TCP/IP 모델과의 비교 (10분)¶
실제 인터넷에서 사용하는 TCP/IP 4계층 모델을 OSI와 대응시켜 이해합니다.
4단계: 캡슐화 과정 따라가기 (10분)¶
웹 페이지를 요청할 때 데이터가 각 계층을 지나며 어떻게 포장(캡슐화)되고 풀리는지(역캡슐화) 단계별로 추적합니다.
5단계: 형성 평가 및 성찰 (7분)¶
핵심 내용을 문제로 확인하고, 학습 목표 달성 여부를 스스로 점검합니다.
왜 이걸 배우나요?¶
지금까지 Part 1에서 신호와 주파수, Part 2에서 변복조와 디지털 변조, Part 3에서 오류 검출과 정정을 학습했습니다. 이 모든 기술은 통신 시스템이라는 거대한 구조 안에서 각자의 자리를 차지하고 있습니다.
그런데 한 가지 의문이 생깁니다. 변조는 어디에서 이루어지는 것이고, 오류 정정은 누가 담당하며, 우리가 웹 브라우저에 주소를 입력하는 행위는 어디에 해당하는 것일까요?
OSI 7계층 모델은 바로 이 질문에 답하는 틀입니다. 통신에 필요한 모든 기능을 7개 층으로 분리하여, 각 층의 역할과 책임 범위를 명확히 정의합니다. 공공기관 통신이론 시험에서 OSI 모델은 거의 매회 출제되는 핵심 주제이며, 각 계층의 역할·프로토콜·장비를 묻는 문제가 빈번합니다.
이 차시를 마치면, 지금까지 배운 모든 기술이 통신 구조 안에서 어떤 위치에 있는지 한눈에 파악할 수 있게 됩니다.
📚 핵심 개념 1: OSI 7계층 모델¶
비유로 이해하기 — 국제 우편 시스템¶
해외에 있는 친구에게 편지를 보내는 상황을 생각하겠습니다.
- 여러분(사용자) 이 편지 내용을 작성합니다
- 번역가가 영어로 번역합니다
- 비서가 봉투에 넣고 주소를 적습니다
- 우체국이 어떤 경로로 보낼지 결정합니다
- 운송 회사가 트럭이나 비행기로 운반합니다
- 물류 센터가 분류하고 올바른 방향으로 전달합니다
- 도로와 비행기(물리적 운송수단) 가 실제로 편지를 이동시킵니다
각 단계의 담당자는 자기 역할만 수행하고, 다른 단계가 어떻게 작동하는지는 알 필요가 없습니다. OSI 모델도 동일한 원리입니다. 각 계층은 자기 역할에만 집중하고, 위아래 계층과 약속된 방식(인터페이스)으로만 소통합니다.
정의¶
OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델은 1984년 국제표준화기구(ISO)가 제정한 통신 시스템의 참조 모델입니다. 서로 다른 제조사의 장비와 소프트웨어가 원활히 통신할 수 있도록, 통신 기능을 7개 계층으로 분류하여 표준화한 것입니다.
핵심 설계 원칙은 다음과 같습니다.
- 계층 독립성: 각 계층은 독립적으로 설계·변경할 수 있습니다
- 서비스 인터페이스: 상위 계층은 하위 계층이 제공하는 서비스를 이용합니다
- 프로토콜: 같은 계층끼리 통신 규칙(프로토콜)을 정의합니다
OSI 7계층 전체 구조¶
아래 다이어그램은 OSI 7계층의 전체 구조와 데이터 흐름 방향을 보여줍니다.
7계층에서 1계층 방향이 송신 과정(데이터를 내려보내는 과정)이고, 1계층에서 7계층 방향이 수신 과정(데이터를 올려받는 과정)입니다.
외우는 방법으로 자주 쓰이는 문구가 있습니다. 1계층부터 순서대로 "Please Do Not Throw Sausage Pizza Away"의 앞 글자 — Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation, Application — 를 기억하면 됩니다.
각 계층의 역할 상세¶
🔌 1계층: 물리 계층 (Physical Layer)¶
역할: 비트(0과 1)를 전기 신호, 빛, 전파 등 물리적 신호로 변환하여 전송 매체를 통해 전달합니다.
Part 1에서 학습한 아날로그/디지털 신호 변환, Part 2에서 학습한 변복조(모뎀)가 바로 이 계층에 해당합니다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 핵심 기능 | 비트 전송, 신호 변환, 전송 매체 규격 정의 |
| 데이터 단위 | 비트(Bit) |
| 대표 장비 | 리피터(Repeater), 허브(Hub), 모뎀 |
| 관련 기술 | RS-232C, V.35, 광섬유, 동축케이블, 무선 주파수 |
| Part 1~3 연결 | 신호의 주파수 특성, ASK/FSK/PSK 등 디지털 변조 |
물리 계층은 데이터의 의미에는 관심이 없습니다. 오직 0과 1을 신호로 바꾸어 전달하는 것이 임무입니다.
🔗 2계층: 데이터링크 계층 (Data Link Layer)¶
역할: 인접한 두 노드(장비) 사이에서 프레임 단위로 데이터를 전달하며, 오류 검출과 흐름 제어를 담당합니다.
Part 3에서 학습한 패리티 검사, CRC, 해밍 코드 등의 오류 제어 기법이 이 계층에서 동작합니다. 또한 ARQ(Automatic Repeat reQuest) — Stop-and-Wait, Go-Back-N, Selective Repeat — 역시 이 계층의 프로토콜입니다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 핵심 기능 | 프레이밍, 오류 검출/정정, 흐름 제어, MAC 주소 지정 |
| 데이터 단위 | 프레임(Frame) |
| 대표 장비 | 브리지(Bridge), L2 스위치(Switch) |
| 대표 프로토콜 | HDLC, PPP, Ethernet(IEEE 802.3), Wi-Fi(IEEE 802.11) |
| Part 1~3 연결 | CRC, 해밍 코드, ARQ 프로토콜, 흐름 제어 |
데이터링크 계층은 두 가지 하위 계층으로 나뉩니다.
- LLC(Logical Link Control): 오류 제어, 흐름 제어 담당
- MAC(Media Access Control): 매체 접근 제어, MAC 주소 사용
시험 포인트: HDLC(High-level Data Link Control)는 비트 지향형 프로토콜로, 플래그(01111110)로 프레임의 시작과 끝을 구분합니다. 시험에서 HDLC의 프레임 구조와 동작 모드(NRM, ABM, ARM)가 자주 출제됩니다.
🌐 3계층: 네트워크 계층 (Network Layer)¶
역할: 출발지에서 목적지까지의 경로(라우팅)를 설정하고, 논리적 주소(IP 주소)를 기반으로 패킷을 전달합니다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 핵심 기능 | 라우팅(경로 설정), 논리적 주소 지정, 패킷 분할/재조립, 혼잡 제어 |
| 데이터 단위 | 패킷(Packet) |
| 대표 장비 | 라우터(Router), L3 스위치 |
| 대표 프로토콜 | IP, ICMP, ARP, RARP, OSPF, RIP |
네트워크 계층은 "이 데이터를 어떤 경로로 보낼 것인가?"라는 질문에 답하는 계층입니다. 우체국에서 편지를 어떤 경로(항공, 육상)로 보낼지 결정하는 역할과 같습니다.
라우팅 프로토콜의 분류:
| 분류 기준 | 유형 | 대표 프로토콜 | 특징 |
|---|---|---|---|
| 알고리즘 | 거리 벡터 | RIP | 홉 수 기반, 주기적 갱신 |
| 알고리즘 | 링크 상태 | OSPF | 네트워크 전체 상태 파악, 빠른 수렴 |
| 적용 범위 | 내부(IGP) | RIP, OSPF | 하나의 자율 시스템 내부 |
| 적용 범위 | 외부(EGP) | BGP | 자율 시스템 간 라우팅 |
🚚 4계층: 전송 계층 (Transport Layer)¶
역할: 종단 간(end-to-end) 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장합니다. 포트 번호를 사용하여 어떤 애플리케이션에 데이터를 전달할지 결정합니다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 핵심 기능 | 종단 간 연결 관리, 흐름 제어, 오류 복구, 분할/재조립 |
| 데이터 단위 | 세그먼트(Segment) |
| 대표 프로토콜 | TCP(연결형, 신뢰성), UDP(비연결형, 속도) |
TCP와 UDP의 차이는 시험에서 빈번히 출제됩니다.
| 특성 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 연결 방식 | 연결형(3-way handshake) | 비연결형 |
| 신뢰성 | 높음(재전송 보장) | 낮음(재전송 없음) |
| 순서 보장 | 보장 | 미보장 |
| 속도 | 상대적으로 느림 | 빠름 |
| 사용 예 | 웹(HTTP), 이메일(SMTP), 파일 전송(FTP) | 실시간 스트리밍, DNS, VoIP |
📋 5~7계층: 세션·표현·응용 계층¶
상위 3개 계층은 시험에서 하위 계층보다 출제 빈도가 낮지만, 기본 역할을 정확히 알아야 합니다.
| 계층 | 이름 | 핵심 기능 | 대표 프로토콜/기술 |
|---|---|---|---|
| 5계층 | 세션 계층(Session) | 통신 세션의 설정·유지·종료, 동기화 | NetBIOS, RPC |
| 6계층 | 표현 계층(Presentation) | 데이터 형식 변환, 암호화, 압축 | JPEG, MPEG, SSL/TLS, ASCII↔EBCDIC |
| 7계층 | 응용 계층(Application) | 사용자에게 네트워크 서비스 제공 | HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet, SNMP |
5계층(세션)은 "대화를 시작하고 끝내는 관리자", 6계층(표현)은 "통역사", 7계층(응용)은 "사용자가 직접 마주하는 창구"라고 이해할 수 있습니다.
계층별 데이터 단위 정리¶
각 계층을 지날 때 데이터에는 해당 계층의 제어 정보(헤더)가 추가되며, 데이터 단위의 이름도 달라집니다. 이 명칭은 시험에서 자주 출제됩니다.
| 계층 | 데이터 단위(PDU) | 추가되는 정보 |
|---|---|---|
| 7·6·5계층 | 데이터(Data) | 응용 정보 |
| 4계층 | 세그먼트(Segment) | 포트 번호, 순서 번호 |
| 3계층 | 패킷(Packet) | IP 주소(출발지/목적지) |
| 2계층 | 프레임(Frame) | MAC 주소, 오류 검출 코드(FCS) |
| 1계층 | 비트(Bit) | 전기/광 신호로 변환 |
시험 포인트: PDU(Protocol Data Unit) 명칭을 묻는 문제에서 "세그먼트 → 4계층", "프레임 → 2계층", "패킷 → 3계층"의 대응을 정확히 기억해야 합니다.
📚 핵심 개념 2: TCP/IP 모델과 OSI 모델의 관계¶
비유로 이해하기¶
OSI 모델이 건축의 설계도(이론적 청사진)라면, TCP/IP 모델은 실제로 건축된 건물입니다. 설계도에는 7개 층이 있지만, 실제 건물에서는 일부 층을 합쳐 4개 층으로 운영하고 있는 것입니다.
정의¶
TCP/IP 모델은 미국 국방부(DoD)의 ARPANET 프로젝트에서 탄생한 프로토콜 체계로, 현재 인터넷의 실질적인 표준입니다. OSI 모델의 7계층을 4개 계층으로 단순화했습니다.
OSI vs TCP/IP 대응표¶
이 대응 관계는 시험의 단골 출제 포인트입니다.
| OSI 모델 | TCP/IP 모델 | 대표 프로토콜 |
|---|---|---|
| 7계층 - 응용 | 응용 계층 (Application) |
HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet, SNMP |
| 6계층 - 표현 | ||
| 5계층 - 세션 | ||
| 4계층 - 전송 | 전송 계층 (Transport) |
TCP, UDP |
| 3계층 - 네트워크 | 인터넷 계층 (Internet) |
IP, ICMP, ARP, RARP |
| 2계층 - 데이터링크 | 네트워크 접근 계층 (Network Access) |
Ethernet, Wi-Fi, PPP, HDLC |
| 1계층 - 물리 |
아래 다이어그램은 두 모델의 계층 대응 관계를 시각적으로 보여줍니다.
핵심적인 차이를 정리하면 다음과 같습니다.
| 비교 항목 | OSI 모델 | TCP/IP 모델 |
|---|---|---|
| 계층 수 | 7계층 | 4계층 |
| 성격 | 이론적 참조 모델 | 실용적 프로토콜 모델 |
| 개발 주체 | ISO(국제표준화기구) | 미국 국방부(DoD) |
| 개발 시기 | 1984년 | 1970년대(ARPANET) |
| 세션·표현 계층 | 독립 계층으로 분리 | 응용 계층에 통합 |
| 실제 사용 | 학습·참조용 | 인터넷 실제 동작 표준 |
🔧 활동: 캡슐화 과정 따라가기¶
웹 브라우저에서 www.example.com을 입력했을 때, 데이터가 각 계층을 통과하며 어떻게 처리되는지 단계별로 추적하겠습니다.
캡슐화(Encapsulation)란?¶
캡슐화는 상위 계층의 데이터에 해당 계층의 제어 정보(헤더)를 추가하여 하위 계층으로 전달하는 과정입니다. 택배를 보낼 때 물건을 상자에 넣고(내용물), 운송장을 붙이고(주소 정보), 다시 큰 박스에 넣어 분류 코드를 적는 과정과 같습니다.
수신 측에서는 반대로 역캡슐화(Decapsulation), 즉 각 계층에서 헤더를 제거하며 원래 데이터를 복원합니다.
단계별 추적¶
[1단계] 응용 계층 (7계층)
사용자가 웹 브라우저에 URL을 입력하면, 브라우저는 HTTP 프로토콜에 따라 "이 페이지를 보내 달라"는 HTTP 요청 메시지를 생성합니다. 이때 DNS를 통해 도메인 이름을 IP 주소로 변환합니다.
→ 생성물: HTTP 요청 데이터
[2단계] 전송 계층 (4계층)
HTTP 데이터를 받은 전송 계층은 TCP 헤더를 추가합니다. 여기에는 출발지 포트 번호(예: 50000번), 목적지 포트 번호(HTTP는 80번), 순서 번호 등이 포함됩니다. 또한 TCP는 3-way handshake(SYN → SYN+ACK → ACK)로 연결을 먼저 수립합니다.
→ 생성물: 세그먼트 = TCP 헤더 + HTTP 데이터
[3단계] 네트워크 계층 (3계층)
세그먼트에 IP 헤더를 추가합니다. 출발지 IP 주소와 목적지 IP 주소가 기록되며, 라우터는 이 정보를 보고 최적 경로를 결정합니다.
→ 생성물: 패킷 = IP 헤더 + 세그먼트
[4단계] 데이터링크 계층 (2계층)
패킷에 MAC 헤더(출발지/목적지 MAC 주소)와 FCS(Frame Check Sequence, 오류 검출 코드)를 추가합니다. FCS는 Part 3에서 학습한 CRC를 사용하여 계산합니다.
→ 생성물: 프레임 = MAC 헤더 + 패킷 + FCS
[5단계] 물리 계층 (1계층)
프레임의 각 비트를 전기 신호, 광 신호, 또는 전파로 변환하여 전송 매체(케이블, 광섬유, 무선)를 통해 전송합니다. Part 2에서 학습한 변조 방식(ASK, FSK, PSK, QAM 등)이 여기에서 적용됩니다.
→ 생성물: 비트 스트림(물리적 신호)
수신 측에서는 이 과정이 정확히 반대로 진행됩니다. 물리 계층에서 신호를 비트로 복원하고, 데이터링크에서 프레임 헤더를 제거하며 오류를 검사하고, 네트워크에서 IP 헤더를 제거하고, 전송에서 TCP 헤더를 제거하여, 최종적으로 응용 계층이 HTTP 응답 데이터를 받아 웹 페이지를 화면에 표시합니다.
🔍 Part 1~3 학습 내용의 OSI 계층 매핑¶
지금까지 배운 내용이 OSI 모델에서 어디에 위치하는지 정리하겠습니다. 이 매핑은 전체 학습의 연결고리를 강화하는 데 중요합니다.
| 학습 내용 | 해당 차시 | OSI 계층 |
|---|---|---|
| 아날로그/디지털 신호, 주파수 | Part 1 (1~3차시) | 1계층 - 물리 |
| AM, FM, PM (아날로그 변조) | Part 2 (4~6차시) | 1계층 - 물리 |
| ASK, FSK, PSK, QAM (디지털 변조) | Part 2 (7~8차시) | 1계층 - 물리 |
| PCM, 표본화, 양자화 | Part 2 (5~6차시) | 1계층 - 물리 |
| 패리티 비트, CRC, 해밍 코드 | Part 3 (10~11차시) | 2계층 - 데이터링크 |
| ARQ (Stop-and-Wait, Go-Back-N 등) | Part 3 (12차시) | 2계층 - 데이터링크 |
| 채널 용량, 샤넌 정리 | Part 3 (9차시) | 1~2계층 경계 |
| 다중화(FDM, TDM, CDM) | Part 2~3 | 1~2계층 |
이 표를 통해, Part 1~3의 학습 내용은 주로 OSI 모델의 하위 2개 계층(물리, 데이터링크)에 집중되어 있었음을 알 수 있습니다. 이번 차시부터 Part 4에서는 3계층 이상의 영역과 전체 시스템 관점을 다룹니다.
⚠️ 자주 하는 실수와 주의할 점¶
실수 1: 계층 번호와 이름의 혼동¶
시험에서 "3계층의 기능은?"이라고 물을 때, 3계층이 네트워크 계층인지 전송 계층인지 헷갈리는 경우가 많습니다.
해결법: 1계층부터 차례대로 "물(물리)-데(데이터링크)-네(네트워크)-전(전송)-세(세션)-표(표현)-응(응용)"으로 7글자를 암기하면 됩니다.
실수 2: 데이터링크 계층과 전송 계층의 오류 제어 혼동¶
두 계층 모두 오류 제어를 수행하지만, 범위가 다릅니다.
| 구분 | 데이터링크 계층(2계층) | 전송 계층(4계층) |
|---|---|---|
| 오류 제어 범위 | 인접 노드 간(hop-to-hop) | 종단 간(end-to-end) |
| 사용 기법 | CRC, 해밍 코드, ARQ | TCP의 체크섬, 재전송 |
| 대상 | 프레임 | 세그먼트 |
실수 3: OSI 모델 = 실제 프로토콜이라는 오해¶
OSI 모델은 참조 모델(Reference Model)입니다. 실제 인터넷은 TCP/IP 모델에 따라 동작합니다. 시험에서 "현재 인터넷에서 사용되는 프로토콜 모델은?"이라고 물으면 답은 TCP/IP입니다.
실수 4: 허브와 스위치의 계층 혼동¶
| 장비 | 동작 계층 | 핵심 차이 |
|---|---|---|
| 리피터/허브 | 1계층(물리) | 신호만 증폭/복제, 주소 구분 없음 |
| 브리지/스위치 | 2계층(데이터링크) | MAC 주소 기반 프레임 전달 |
| 라우터 | 3계층(네트워크) | IP 주소 기반 패킷 라우팅 |
| 게이트웨이 | 4~7계층 | 서로 다른 프로토콜 간 변환 |
📌 시험 빈출 포인트 정리¶
공공기관 통신이론 시험에서 OSI 모델 관련 주요 출제 유형을 정리하겠습니다.
출제 유형 1: 계층별 기능 매칭¶
"다음 중 네트워크 계층의 기능이 아닌 것은?"
이 유형에 대비하려면 각 계층의 핵심 기능 키워드를 정확히 연결해야 합니다.
| 계층 | 핵심 키워드 |
|---|---|
| 1계층 | 비트 전송, 신호 변환, 전송 매체, 리피터, 허브 |
| 2계층 | 프레임, MAC 주소, 오류 검출(CRC), 흐름 제어, HDLC, 스위치 |
| 3계층 | 패킷, IP 주소, 라우팅, 라우터, 혼잡 제어 |
| 4계층 | 세그먼트, 포트 번호, TCP/UDP, 종단 간 신뢰성 |
| 5계층 | 세션 관리, 동기점, 대화 제어 |
| 6계층 | 암호화, 압축, 코드 변환, 데이터 형식 |
| 7계층 | 사용자 인터페이스, HTTP, FTP, SMTP, DNS |
출제 유형 2: HDLC 프레임 구조¶
HDLC는 2계층 프로토콜로 시험에서 프레임 구조를 묻는 문제가 자주 출제됩니다.
| 필드 | 크기 | 역할 |
|---|---|---|
| 플래그(Flag) | 8비트(01111110) | 프레임 시작/종료 구분 |
| 주소(Address) | 8비트 이상 | 수신국 주소 |
| 제어(Control) | 8 또는 16비트 | 프레임 종류(I, S, U) 구분 |
| 정보(Information) | 가변 | 전송 데이터 |
| FCS | 16 또는 32비트 | CRC 오류 검출 |
| 플래그(Flag) | 8비트(01111110) | 프레임 종료 |
HDLC의 세 가지 프레임 유형: - I-프레임(Information): 사용자 데이터 전송 - S-프레임(Supervisory): 오류 및 흐름 제어(RR, RNR, REJ, SREJ) - U-프레임(Unnumbered): 링크 설정/해제(SABM, DISC, UA)
출제 유형 3: TCP/IP 계층과 프로토콜 매칭¶
"ARP 프로토콜이 속하는 TCP/IP 계층은?"
| TCP/IP 계층 | 주요 프로토콜 | 시험 빈출 프로토콜 |
|---|---|---|
| 응용 | HTTP, FTP, SMTP, POP3, DNS, SNMP, Telnet | DNS(포트 53), HTTP(포트 80) |
| 전송 | TCP, UDP | TCP(포트 번호, 3-way handshake) |
| 인터넷 | IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP | ARP(IP→MAC), RARP(MAC→IP) |
| 네트워크 접근 | Ethernet, Token Ring, FDDI, PPP | Ethernet(CSMA/CD) |
ARP와 RARP는 시험 빈출 항목입니다. - ARP(Address Resolution Protocol): IP 주소 → MAC 주소 변환 - RARP(Reverse ARP): MAC 주소 → IP 주소 변환
🧩 개념 통합: 통신 과정 시나리오¶
학습한 내용을 하나의 시나리오로 통합하겠습니다. 컴퓨터 A에서 컴퓨터 B로 이메일을 보내는 과정입니다.
이 과정에서 주목할 점이 있습니다. 라우터에서 프레임이 새로 생성됩니다. 라우터는 3계층 장비이므로, 수신한 프레임에서 2계층 헤더를 제거하고 IP 주소를 확인한 뒤, 다음 구간에 맞는 새로운 2계층 헤더를 붙여 전송합니다. 즉, MAC 주소는 구간마다 바뀌지만 IP 주소는 출발지에서 목적지까지 유지됩니다.
이것이 바로 계층 구조의 핵심입니다. 각 계층은 자신의 역할만 수행하고, 다른 계층의 변화에 영향받지 않습니다.
📝 형성 평가¶
📝 형성 평가¶
객관식 1. OSI 7계층 모델에서 경로 설정(라우팅)을 담당하는 계층은 다음 중 어느 것입니까?
① 물리 계층(1계층) ② 데이터링크 계층(2계층) ③ 네트워크 계층(3계층) ④ 전송 계층(4계층)
정답 확인
**정답: ③** 네트워크 계층(3계층)은 IP 주소를 기반으로 출발지에서 목적지까지의 **최적 경로를 설정(라우팅)**하는 것이 핵심 기능입니다. 대표 장비는 라우터이며, 데이터 단위는 패킷입니다.객관식 2. 다음 중 OSI 2계층(데이터링크 계층)의 프로토콜에 해당하는 것은 어느 것입니까?
① IP ② TCP ③ HDLC ④ HTTP
정답 확인
**정답: ③** **HDLC(High-level Data Link Control)**는 데이터링크 계층의 대표적인 비트 지향형 프로토콜입니다. IP는 3계층, TCP는 4계층, HTTP는 7계층에 해당합니다.객관식 3. TCP/IP 모델에서 OSI 모델의 5·6·7계층에 대응하는 계층은 다음 중 어느 것입니까?
① 네트워크 접근 계층 ② 인터넷 계층 ③ 전송 계층 ④ 응용 계층
정답 확인
**정답: ④** TCP/IP 모델에서는 OSI의 세션(5)·표현(6)·응용(7) 계층을 하나의 **응용 계층(Application Layer)**으로 통합합니다. 이는 TCP/IP가 실용성을 중시하여 설계된 결과입니다.서술형 1. 컴퓨터 A에서 컴퓨터 B로 웹 페이지를 요청할 때, 데이터가 송신 측 각 계층을 지나며 겪는 캡슐화 과정을 4계층부터 1계층까지 순서대로 설명하십시오. 각 계층에서 추가되는 정보와 데이터 단위(PDU) 명칭을 포함하여 작성하십시오.
정답 확인
**모범 답안:** 1. **4계층(전송 계층)**: 응용 데이터에 **TCP 헤더**(출발지/목적지 포트 번호, 순서 번호)를 추가합니다. 데이터 단위는 **세그먼트(Segment)**입니다. 2. **3계층(네트워크 계층)**: 세그먼트에 **IP 헤더**(출발지/목적지 IP 주소, TTL)를 추가합니다. 데이터 단위는 **패킷(Packet)**입니다. 3. **2계층(데이터링크 계층)**: 패킷에 **MAC 헤더**(출발지/목적지 MAC 주소)와 **FCS(오류 검출 코드)**를 추가합니다. 데이터 단위는 **프레임(Frame)**입니다. 4. **1계층(물리 계층)**: 프레임의 각 비트를 전기 신호, 광 신호, 또는 전파로 변환하여 전송 매체를 통해 전송합니다. 데이터 단위는 **비트(Bit)**입니다. 핵심은 상위 계층에서 내려올수록 헤더가 겹겹이 추가되며(캡슐화), 수신 측에서는 역순으로 헤더를 제거한다(역캡슐화)는 것입니다.✅ 자기점검 체크리스트¶
- OSI 7계층의 이름을 1계층부터 7계층까지 순서대로 말할 수 있습니다
- 각 계층의 핵심 기능과 대표 장비/프로토콜을 설명할 수 있습니다
- 물리 계층에서 변복조가, 데이터링크 계층에서 오류 제어가 이루어진다는 것을 이해했습니다
- TCP/IP 4계층과 OSI 7계층의 대응 관계를 설명할 수 있습니다
- 캡슐화 과정에서 각 계층의 PDU 명칭(세그먼트, 패킷, 프레임, 비트)을 구분할 수 있습니다
💭 성찰 & 다음 차시 미리보기¶
이번 차시 핵심 정리¶
이번 차시에서는 통신 시스템의 전체 구조를 OSI 7계층 모델이라는 틀로 정리했습니다. 핵심을 세 문장으로 요약하겠습니다.
- OSI 모델은 통신 기능을 7개 계층으로 분리하여, 각 계층이 독립적으로 자기 역할을 수행하도록 설계된 참조 모델입니다.
- Part 1~3에서 학습한 신호·변조는 1계층(물리), 오류 제어는 2계층(데이터링크)에 해당하며, 이번 차시를 통해 전체 학습의 위치가 명확해졌습니다.
- 실제 인터넷은 OSI의 단순화 버전인 TCP/IP 4계층 모델로 동작하며, 데이터는 캡슐화/역캡슐화 과정을 통해 계층 간 전달됩니다.
Part 1~3과의 연결¶
이제 돌이켜 보면, 지금까지의 학습이 OSI 모델의 하위 2개 계층을 깊이 있게 다룬 것이었음을 알 수 있습니다. 신호 처리, 변복조, 오류 정정이라는 개별 기술이 어떤 구조 속에서 동작하는지 파악한 것이 이번 차시의 가장 큰 성과입니다.
다음 차시 미리보기¶
16차시: 디지털 통신과 무선·이동통신에서는 현대 통신의 핵심인 디지털 통신 시스템의 구조, 무선 통신의 특성과 기술(CDMA, OFDM, LTE/5G 등), 그리고 이동통신 세대별 발전을 다룹니다. OSI 모델의 각 계층에서 이러한 기술들이 어떻게 구현되는지 연결하여 학습할 예정입니다.