Step 39. OSI 7계층 — 아홉 조각을 올리는 지도

Level 0 — 컴퓨터와 친해지기 | 난이도 ★★☆☆☆ | 예상 소요 시간 2.5시간

전제: Step 31~38까지 마쳤고, IP·MAC·DNS·포트·TCP/UDP·라우팅·NAT를 각각 압니다.

준비물: 노트와 펜이 전부입니다. 오늘은 명령어가 거의 없는, 그림의 날입니다.
주의: 오늘 실습은 100% 안전합니다 — 종이 위에서만 일어나니까요. 하지만 이 그림이 이 책 전체의 지도가 되니, 훑고만 지나가지 마세요.

지금까지 우리는 네트워크의 조각들을 하나씩 배웠습니다. IP는 주소, MAC은 이웃 배달, DNS는 전화번호부, 포트는 호수, TCP는 정중한 전화, UDP는 던지는 배달, ICMP는 상태 신고, 라우터는 이정표, NAT는 변장. 아홉 개의 조각입니다. 그런데 이 조각들은 서로 어떤 관계일까요? 조각이 아홉 개면 지도가 필요합니다. 오늘 배우는 OSI 7계층이 바로 그 지도 — 네트워크에서 일어나는 모든 일을 일곱 개의 층으로 나눈, 세계에서 가장 유명한 분류표입니다.

1. 학습 목표

이 챕터를 끝내면 다음을 할 수 있습니다:

OSI 7계층을 순서대로 말하고, 각 층의 역할을 한 줄로 설명한다
지금까지 배운 조각들(IP, MAC, 포트, TCP, DNS…)을 일곱 층 어디에 사는지 배치한다
캡슐화(봉투 포장)가 무엇인지 그림으로 설명한다
OSI 7계층과 TCP/IP 4계층의 대응 관계를 말한다
장애나 공격을 "어느 층의 사건인가"로 나눠 생각한다

2. 배경 지식 — 오늘의 도구와 개념

오늘의 도구 한눈에 보기

구분	내용
언어·환경	없음 — 노트와 펜이 오늘의 실습 도구
오늘의 명령어	새 명령어 없음. 대신 지금까지 배운 명령어를 층별로 분류하는 지도를 만듭니다
필요한 개념	OSI 7계층, 캡슐화, TCP/IP 4계층, 층별 의심(진단 순서)

2-1. 왜 층으로 나누는가 — 각자 할 일만 하게

택배 회사를 생각해 봅시다. 보내는 사람은 상자에 물건을 담기만 하고, 주소를 적는 사람은 주소만 적고, 운전기사는 운전만 합니다. 각자 자기 일만 알면 회사는 돌아갑니다. 운전기사가 상자 안 물건을 알 필요가 없고, 보내는 사람이 고속도로 지도를 외울 필요도 없습니다.

네트워크도 같습니다. "통신"이라는 거대한 일을 역할별로 층을 나누고, 각 층은 자기 일만 하고 아래층에 맡깁니다. 이 덕분에 각 층은 독립적으로 발전할 수 있습니다. 케이블이 전화선에서 광랜으로 바뀌어도(1층 교체) 웹브라우저(7층)는 바꿀 필요가 없지요.

2-2. 일곱 층의 명단 — 물데네전세표응

아래층부터 올라갑니다:

물리(Physical): 전선, 전기 신호, 빛. 0과 1이 실제로 흐르는 길.
데이터링크(Data Link): 같은 동네 안의 배달. MAC 주소가 여기 삽니다.
네트워크(Network): 동네와 동네 사이의 배달. IP 주소와 라우터가 여기 삽니다.
전송(Transport): 배달의 품질 담당. TCP(정중한 등기)와 UDP(빠른 일반우편), 그리고 포트 번호가 여기 삽니다.
세션(Session): 대화의 시작과 끝, 대화의 관리. "지금부터 대화 시작, 끝"의 약속.
표현(Presentation): 데이터의 표현 방식. 글자 인코딩, 압축, 암호화 같은 "번역" 담당.
응용(Application): 우리가 실제로 쓰는 프로그램의 규약. HTTP(웹), DNS(전화번호부), SSH(원격 접속)가 여기 삽니다.

앞글자만 따면 물-데-네-전-세-표-응. 네트워크를 배우는 사람이라면 누구나 한 번쯤 듣는 주문입니다.

2-3. 캡슐화 — 러시아 인형 포장

편지가 위층에서 아래층으로 내려갈 때마다 겉봉투가 하나씩 씌워집니다:

7층에서 만든 데이터(예: "검색어: 고양이")에
4층이 포트 번호를 적은 봉투를 씌우고 (세그먼트)
3층이 IP 주소를 적은 더 큰 봉투를 씌우고 (패킷)
2층이 MAC 주소를 적은 가장 바깥 봉투를 씌웁니다 (프레임)

이것을 캡슐화(encapsulation)라고 합니다. 받는 쪽에서는 거꾸로, 2층부터 봉투를 하나씩 벗기며 올라옵니다. Step 31~38에서 배운 주소들이 사실은 서로 다른 봉투에 적혀 있던 것입니다 — MAC은 가장 바깥 봉투, IP는 그 안 봉투, 포트는 더 안 봉투.

2-4. TCP/IP 4계층 — 실무의 압축판

현실의 인터넷은 OSI 7계층보다 간단한 TCP/IP 4계층 모델로 돌아갑니다:

OSI 1~2층 → 네트워크 접속층 (MAC, 케이블)
OSI 3층 → 인터넷층 (IP)
OSI 4층 → 전송층 (TCP/UDP, 포트)
OSI 5~7층 → 응용층 (HTTP, DNS 등)

즉 OSI의 5, 6, 7층은 실무에서 뭉뚱그려 "응용층"으로 부르는 경우가 많습니다. "7계층은 교양, 4계층은 실무"라는 말이 있는 이유입니다. 둘 다 알되, 서로 어떻게 대응하는지를 아는 것이 요령입니다.

3. 따라 하기

3-1. 주문 익히기 — 일곱 층 쓰기

노트에 일곱 층을 아래에서 위로 다섯 번 써 봅니다. 손으로 쓰는 것이 중요합니다:

1 물리       - 전선과 신호
2 데이터링크 - 동네 안 배달 (MAC)
3 네트워크   - 동네 사이 배달 (IP, 라우터)
4 전송       - 품질 담당 (TCP/UDP, 포트)
5 세션       - 대화의 시작과 끝
6 표현       - 번역 (인코딩, 압축, 암호화)
7 응용       - 프로그램 규약 (HTTP, DNS, SSH)

읽는 법: 쓰면서 각 층에 이미 아는 단어가 있다는 것을 발견하세요. MAC, IP, TCP, 포트, DNS. 오늘 배우는 것은 새 단어가 아니라, 이미 아는 단어들의 방 배치표입니다.

3-2. 배치 연습 — 조각들을 층에 올리기

아래 목록을 노트에 적고, 각각이 몇 층에 사는지 옆에 적어 봅니다. 답은 5절에서 확인합니다:

MAC 주소
IP 주소
TCP
포트 번호
DNS
HTTP
랜 케이블
공유기(NAT/라우팅)

예측: 스스로 문제를 하나 더 낼 수 있나요? "와이파이 전파는 몇 층일까?" 같은 것입니다. 예측해 보고 이유를 말해 보세요. (힌트: 전파도 결국 신호입니다.)

3-3. 여행 일기 쓰기 — 검색 한 번의 층별 기록

"브라우저 주소창에 example.com을 치고 엔터를 누른 순간"의 여행기를 층별로 적어 봅니다. 지금까지 배운 것의 종합입니다:

7층: 브라우저가 "example.com의 주소 알려줘"라는 DNS 질문을 만듭니다.
4층: 그 질문에 UDP 봉투, 목적지 포트 53번을 씌웁니다.
3층: DNS 서버의 IP 주소를 적은 봉투를 씌웁니다.
2층: 같은 동네 이웃인 공유기의 MAC 주소를 적은 바깥 봉투를 씌웁니다.
1층: 전기 신호가 케이블(또는 전파)로 흘러갑니다.
공유기(NAT)가 보내는 사람을 바꿔치기하고(Step 38), 라우터들이 이정표로 넘깁니다(Step 37).
답장이 오면, 이번에는 7층에서 HTTP 요청을 만들고, 4층은 TCP 80번으로 악수부터 합니다(Step 35).

읽는 법: 이 일기를 막힘없이 쓸 수 있으면 Step 31~39는 전부 여러분 것입니다. 한 줄 한 줄이 전부 지난 챕터의 내용이니까요.

3-4. 계층별 명령어 지도 — 배운 명령어를 층에 걸기

지금까지 배운 명령어들을 층별로 걸어 봅니다. 노트에 표로 그리세요:

명령어	보는 것	층
`ipconfig` / `ip addr`	내 IP, 게이트웨이	3층
`arp -a` / `ip neigh`	이웃의 MAC	2층
`nslookup`	이름 ↔ 주소	7층(DNS)
`netstat -ano`	열린 포트와 연결	4층
`Test-NetConnection`	TCP 악수 시험	4층
`ping`	생존 신고	3층(ICMP)
`tracert` / `traceroute`	경로 추적	3층

읽는 법: 이 표의 진짜 용도는 장애 진단입니다. "3층은 되는데 4층이 안 된다"(ping은 되는데 포트가 안 열린다)면 원인은 서비스나 방화벽 쪽이고, "2층이 안 된다"(같은 동네 이웃조차 안 보인다)면 케이블이나 와이파이부터 봐야 합니다. 층은 곧 의심 순서입니다.

3-5. 층별 의심 훈련 — 세 가지 장애 시나리오

배운 지도를 곧바로 써 봅니다. 각 시나리오를 읽고 "어느 층부터 의심할지" 노트에 적어 보세요. 해설은 5절에 있습니다:

시나리오 A: 와이파이 아이콘에 X표가 떴다. 아무 사이트도 안 열린다. 같은 집 휴대폰도 인터넷이 안 된다.

시나리오 B: ping 8.8.8.8은 되는데, 사이트 이름으로는 아무것도 안 열린다.

시나리오 C: 내 서버 프로그램이 켜져 있는데 친구가 접속을 못 한다. 같은 동네의 가상머신에서는 접속된다.

읽는 법: 세 시나리오 모두 "그냥 안 돼요"로 시작하지만, 의심하는 층이 전부 다릅니다. 이것이 지도의 힘입니다.

3-6. 퀴즈로 굳히기 — 주민 찾아주기 역방향

이번에는 거꾸로 합니다. 층을 부를 테니 각 층의 주민을 최소 두 개씩 대 보세요:

물리: ?
데이터링크: ?
네트워크: ?
전송: ?
세션: ?
표현: ?
응용: ?

두 개씩 댈 수 없는 층이 있다면 그 층이 여러분의 빈 곳입니다. 그 칸만 다시 읽으면 됩니다. 답 예시는 5절에 있습니다.

예측: ARP를 2층에 넣었는데, "IP를 묻고 MAC을 답받는다"는 점에서 3층 같기도 하지 않나요? 실제로 ARP는 2층과 3층 사이에 걸쳤다고 말하는 사람들이 많습니다. 이런 경계 사례를 만났을 때 "정답이 없을 수도 있다"고 받아들이는 것도 지도를 쓰는 실력입니다.

4. 미션과 연습문제

미션 — 가로 7칸의 큰 그림

오늘의 마무리는 그림 하나입니다:

노트를 가로로 놓고 칸을 일곱 개 그립니다. 아래에서 위로 1층 물리부터 7층 응용까지
각 칸에 사는 주민을 적습니다 (MAC, IP/라우터, TCP/UDP/포트, DNS/HTTP/SSH…)
편지 하나를 그려 7층에서 1층으로 내리며 봉투가 늘어나는 것을 화살표로 표시합니다 (세그먼트 → 패킷 → 프레임)
반대편에 받는 쪽을 그려 1층에서 7층으로 봉투를 벗기는 화살표를 긋습니다
그림 옆에 이 문장을 씁니다: "층은 분업이고, 봉투는 캡슐화이고, 진단은 층별 의심이다."

연습문제

문제 1. 일곱 층을 아래층부터 순서대로 쓰고, 각 층의 대표 주민을 하나씩 적으시오.

문제 2. 캡슐화란 무엇인가요? "검색어" 데이터가 7층에서 1층까지 내려가며 어떤 봉투들을 입는지 순서대로 설명하시오.

문제 3. OSI 7계층과 TCP/IP 4계층은 어떻게 대응하나요? "누군가 ‘3계층 스위치’라고 말했다"면 어느 모델 기준인지, 그 장비가 무슨 일을 하는지도 답하시오.

문제 4. 시나리오: 어떤 컴퓨터에서 ping 8.8.8.8은 되는데 브라우저로 사이트가 안 열립니다. 어느 층을 의심하고, 어떤 명령으로 확인하겠습니까?

5. 모범 답안과 완료 기준

미션 모범 답안

완성된 그림의 글자 버전:

보내는 쪽                          받는 쪽
┌─────────────┐                  ┌─────────────┐
│ 7 응용  HTTP, DNS, SSH         │ 7 응용       │
│ 6 표현  인코딩, 암호화          │ 6 표현       │
│ 5 세션  대화 시작/끝            │ 5 세션       │
│ 4 전송  TCP/UDP, 포트           │ 4 전송       │
│ 3 네트워크 IP, 라우터           │ 3 네트워크   │
│ 2 데이터링크 MAC, 스위치        │ 2 데이터링크 │
│ 1 물리  케이블, 전파            │ 1 물리       │
└─────────────┘                  └─────────────┘
 데이터 ─▶ +포트(세그먼트) ─▶ +IP(패킷) ─▶ +MAC(프레임) ══▶ 전선
                                                             │
 전선 ══▶ -MAC(프레임 벗김) ─▶ -IP(패킷 벗김) ─▶ -포트 ─▶ 데이터

검증하는 법: ① 일곱 칸이 순서대로 있고, ② 각 칸에 주민이 하나 이상 있고, ③ 내려갈 때 봉투가 늘고 올라올 때 벗기는 화살표가 반대 방향인가. 셋이 맞으면 이 한 장이 앞으로 만날 모든 프로토콜의 좌표축이 됩니다.

3-2 배치 연습의 답: 1번→2층, 2번→3층, 3번→4층, 4번→4층, 5번→7층, 6번→7층, 7번→1층, 8번→3층(라우팅 일을 하니까).

3-5 시나리오 해설: A는 1~2층 의심 — 여러 기기가 동시에 죽었으니 기기가 아니라 길 자체의 문제. 공유기 전원과 케이블, 와이파이 신호부터. B는 7층(DNS) 의심 — 숫자 주소로는 통신되니 3층까지는 살아 있고, 이름을 풀어 주는 전화번호부만 죽은 것. nslookup으로 확인. C는 4층 또는 성벽 의심 — 포트는 열었지만 공유기의 예외문(포트포워딩)이 없거나 방화벽이 막는 경우.

3-6 역방향 퀴즈 답 예시: 1 물리(랜 케이블, 와이파이 전파), 2 데이터링크(MAC 주소, 스위치, ARP), 3 네트워크(IP 주소, 라우터, ICMP), 4 전송(TCP, UDP, 포트), 5 세션(대화의 개시·유지·종료), 6 표현(인코딩, 압축, 암호화), 7 응용(HTTP, DNS, SSH).

연습문제 해답

문제 1 해답. 1 물리(케이블), 2 데이터링크(MAC), 3 네트워크(IP), 4 전송(TCP/포트), 5 세션(대화 관리), 6 표현(암호화), 7 응용(HTTP/DNS). 앞글자 주문: 물-데-네-전-세-표-응.

문제 2 해답. 캡슐화는 데이터가 아래층으로 내려갈 때마다 그 층의 정보를 적은 봉투가 하나씩 씌워지는 것입니다. 7층 데이터에 4층이 포트 번호 봉투(세그먼트), 3층이 IP 주소 봉투(패킷), 2층이 MAC 주소 봉투(프레임)를 씌웁니다. 받는 쪽은 거꾸로 벗기며 올라옵니다.

문제 3 해답. OSI 1~2층 = 네트워크 접속층, 3층 = 인터넷층, 4층 = 전송층, 5~7층 = 응용층으로 대응합니다. "3계층 스위치"는 OSI 기준 표현이며, 3층(IP)을 볼 줄 아는 장비 — 즉 라우팅 기능이 있는 스위치를 말합니다.

문제 4 해답. 7층(DNS)을 의심합니다. 숫자 주소(8.8.8.8)로 ping이 된다는 것은 3층까지 살아 있다는 뜻이고, 이름으로 안 열리는 것은 이름→주소 변환, 즉 DNS의 문제일 가능성이 큽니다. nslookup 도메인명으로 이름이 풀리는지 확인합니다 (Step 33).

완료 기준 체크리스트

[ ] 일곱 층을 순서대로 말할 수 있다 (물데네전세표응)
[ ] 각 층에 사는 대표 주민을 하나 이상 댈 수 있다
[ ] 캡슐화(봉투 포장)를 그림으로 설명할 수 있다
[ ] 세그먼트/패킷/프레임이 각각 어느 층의 봉투인지 말할 수 있다
[ ] OSI와 TCP/IP 4계층의 대응을 말할 수 있다
[ ] "몇 층 문제인가"로 장애를 나누는 질문 세 개를 댈 수 있다
[ ] 미션: 가로 7칸의 큰 그림을 완성했다

6. 흔한 실수와 해결

벽 1. 일곱 층 이름은 외웠는데 쓸모를 모르겠다

증상: 물데네전세표응을 외웠는데 "그래서 뭐?"라는 생각이 듭니다.
원인: 분류표를 목적으로 배운 것입니다. 원래 이 표의 쓸모는 대화와 진단입니다.
해결: 오늘부터 "안 되는 것"을 만날 때마다 몇 층 문제인지 물어보세요. "ping 되나?(3층) 포트 열리나?(4층) 이름 풀리나?(7층 DNS)" 이 질문 습관이 붙는 순간 분류표가 도구가 됩니다.

벽 2. 5층(세션)과 6층(표현)이 감이 안 온다

증상: 1~4층과 7층은 이해하는데 가운데 두 층이 애매합니다.
원인: 정상입니다. 현대 인터넷에서는 이 두 층의 일이 7층 안으로 들어간 경우가 많아, 실물 예시가 적습니다.
해결: 개념만 잡고 넘어가세요. 5층은 "대화의 개시·유지·종료 담당", 6층은 "표현 방식의 번역 담당(인코딩, 암호화)". 시험에는 나오고 실무 감각은 나중에 채워집니다.

벽 3. OSI와 TCP/IP가 헷갈린다

증상: 어떤 책은 7계층, 어떤 책은 4계층이라 해서 혼란스럽습니다.
원인: 둘 다 맞습니다. 이론의 지도(OSI)와 실제 구현의 지도(TCP/IP)가 다를 뿐입니다.
해결: 대응표 한 줄만 기억하세요. "OSI 1~2 = 접속, 3 = 인터넷, 4 = 전송, 5~7 = 응용." 누군가 "3계층 스위치"라고 하면 OSI 기준이구나 알아들으면 됩니다.

벽 4. 모든 프로토콜을 한 층에만 넣으려 한다

증상: "SSH는 무조건 7층?"처럼 한 칸에 못 박으려 합니다.
원인: 실제 프로토콜은 여러 층의 일을 겸하는 경우가 있습니다. 예를 들어 TLS(암호화)는 6층 일 같지만 실무에서는 4층 위, 7층 아래 어디쯤으로 봅니다.
해결: 층은 법률이 아니라 분류 편의입니다. "주 업무가 어느 층인가"로 생각하고, 경계에 걸친 것은 걸쳤다고 말할 수 있으면 그것이 오히려 제대로 아는 것입니다.

7. 정리

오늘의 개념

개념	한 줄 설명
OSI 7계층	물리·데이터링크·네트워크·전송·세션·표현·응용 — 통신의 분업 지도
캡슐화	아래층으로 내릴수록 봉투가 씌워지고, 받는 쪽은 거꾸로 벗김
세그먼트 / 패킷 / 프레임	4층 / 3층 / 2층 봉투의 이름
TCP/IP 4계층	실무의 압축판 — 접속·인터넷·전송·응용
층별 의심	"몇 층 문제인가"로 장애와 공격을 나누는 진단 순서

오늘의 명령어 (복습 지도)

명령	층	보는 것
`ping`	3층	생존 신고 (ICMP)
`tracert`	3층	경로 추적
`ipconfig`	3층	내 IP, 게이트웨이
`arp -a`	2층	이웃의 MAC
`Test-NetConnection -Port`	4층	TCP 악수 시험
`nslookup`	7층	이름 ↔ 주소 (DNS)

명령어보다 중요한 감각

드디어 지도가 완성됐습니다. 흩어져 있던 아홉 개의 단어가 층이라는 좌표를 얻었고, 앞으로 새로운 프로토콜을 만날 때마다 여러분은 자연스럽게 물을 것입니다. "얘는 몇 층에 사는 녀석이지?" 그 질문이 나오는 순간, 네트워크 기초 과정은 졸업입니다.

두 가지를 더 기억해 두세요. 첫째, 공격도 층별로 분류됩니다. ARP 스푸핑은 2층 사건, IP 스푸핑은 3층, SYN 플러드는 4층, 피싱 메일은 7층 사건입니다. 공격이 어느 층인지 알면 방어 도구도 층별로 정해집니다. 둘째, OSI는 원래 "이대로 만들어라"는 국제 표준이었지만 TCP/IP가 먼저 세상을 점령했고, 살아남은 것은 규격이 아니라 일곱 층이라는 생각의 틀뿐입니다. 제품은 망했는데 설계도만 불후의 명작이 된 셈이죠. 그리고 솔직한 조언 하나 — 층 이름은 한 달 뒤에 까먹어도 괜찮습니다. 하지만 "통신은 층으로 나뉘고, 문제는 층별로 의심한다"는 두 문장만은 잊지 마세요. 이름표는 날아가도 사고방식은 남습니다.

전부 체크되면 Step 39 완료입니다. 사이드바의 체크박스를 눌러 진도를 저장하세요.