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[정보처리기사] OSI 7계층과 TCP/IP 4계층 기본 개념 | 공통점과 차이점 | 정보처리기사 실기 기출문제

jhy_2023 2024. 8. 6. 12:38
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📌OSI 7계층과 TCP/IP 4계층 공통점과 차이점


OSI 7계층과 TCP/IP 4계층은 모두 네트워크 통신을 구조화하고 표준화하기 위해 개발된 모델이지만, 계층의 수와 구체적인 역할에서 차이가 있습니다.

공통점

  • 계층화: 두 모델 모두 통신 과정을 단계별로 분리하여 각 계층이 특정 기능을 담당합니다.
  • 모듈화: 계층 간 상호작용이 규정되어 있어 한 계층을 변경해도 다른 계층에 영향을 덜 받습니다.
  • 표준화된 통신: 서로 다른 기기나 네트워크 간에도 통신이 가능하게 표준을 제공합니다.

차이점

  • 계층의 수: OSI 모델은 7계층으로 구성되고, TCP/IP 모델은 4계층으로 구성됩니다.
  • 세부 계층: OSI 모델은 데이터 링크, 네트워크, 전송 계층을 포함하며 더 세분화된 계층 구조를 제공합니다. 반면, TCP/IP 모델은 OSI의 응용, 표현, 세션 계층을 통합하여 하나의 응용 계층으로 구성합니다.
  • 사용 현황: OSI 모델은 이론적 모델로 주로 학습과 참고용으로 사용되며, TCP/IP 모델은 실제 인터넷 프로토콜에서 사용됩니다.

📌 OSI 7계층 모델

- OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델은 네트워크 통신을 7개의 계층으로 나누어 데이터 전송 과정을 이해하고 설계하는 데 사용되는 참조 모델입니다. 각 계층은 특정 네트워크 기능을 담당하며, 계층 간 상호 작용을 통해 데이터를 주고받습니다. 이 글에서는 통신 과정을 각 단계별로 나누어, 각 계층이 가진 고유한 기능과 데이터 전송 단위를 설명하겠습니다.
OSI 7 Layer는 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제표준화기구)에서 제안한 통진 규약(Protocol)이다.

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계층 역할 데이터 전송 단위 프로토콜 장비

Physical Layer
물리 계층

  • 물리적인 하드웨어 전송 매체를 통해 비트 스트림을 전송.
비트
(Bit)
- Ethernet
- RS-232C
- 허브
(Hub)
- 리피터
(Repeater)
- NIC

Data Link Layer
데이터 링크 계층

  • 물리 계층에서 데이터를 안전하게 전달하기 위해 프레임(Frame) 단위로 데이터를 처리.
  • 오류 수정
  • 데이터 프레임 전송
  • 물리적으로 연결된 두 개의 인접한 개방 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 연결 설정, 데이터 전송, 오류 제어 등의 기능을 수행한다.
프레임
(Frame)
- MAC
- PPP
- HDLC
- 브리지
(Bridge)
- 스위치
(Switch)

Network Layer
네트워크 계층
[기출문제]

  • 데이터를 목적지까지 최적 경로(빠르게)로 전송하는 기능을 담당.
    => 비신뢰성, 비연결성
  • 경로 선택
  • 논리적 주소(IP 주소) 사용
  • 패킷 전달 및 라우팅
  • 개방 시스템들 간의 네트워크 연결을 관리하며, 경로 제어, 패킷 교환, 트래픽 제어 등의 기능을 수행한다. 
패킷
(Packet)
- IP
- ICMP
- 내부 라우팅 프로토콜
(IGP)
- 외부 라우팅 프로토콜
(EGP)
- 라우터
(Router)

Transport Layer
전송 계층

  • 종단 간(end-to-end) 통신을 담당하며, 데이터의 신뢰성 있는 전송을 보장.
  • 신뢰성 있는 데이터 전송 (TCP) 및 비연결형 전송 (UDP)
  • 포트 번호 사용, 데이터 흐름 제어 및 오류 검출
세그먼트
(Segment)
(TCP의 경우)

데이터그램
(Datagram)
(UDP의 경우)
- TCP
- UDP
 

Session Layer
세션 계층

  • 통신 세션을 설정, 관리, 종료하며, 데이터 교환의 동기화와 검사점을 제공.
  • 통신 세션 설정, 관리, 종료
  • 세션 복구 및 체크포인트 설정
데이터
(Data)
- SSH
- TLS
 

Presentation Layer
표현 계층

  • 데이터의 인코딩, 디코딩, 암호화, 압축 등 데이터 표현 방식을 변환.
  • 데이터 형식 변환, 암호화, 압축
  • 응용 계층으로부터 받은 데이터를 네트워크 형식으로 변환하고 그 반대도 수행
  • 서로 다른 데이터 표현 형태를 갖는 시스템 간의 상호 접속을 위해 필요한 계층으로, 코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색 등의 기능을 수행한다. 
데이터
(Data)
- JPEG
- MPEG
- ASCII
- EBCDIC
 

Application Layer
응용 계층

  • 사용자와 직접 상호작용하는 응용 프로그램 서비스를 제공.
  • 사용자 인터페이스, 응용 프로그램 서비스 제공
데이터
(Data)
- HTTP
- FTP
- DNS
- Telnet
- DHCP
 

📌 TCP/IP 4계층 모델

TCP/IP 4계층 모델은 OSI 7계층 모델을 간소화한 형태로, 인터넷 프로토콜을 기반으로 네트워크 통신을 구현하는 데 자주 사용됩니다. 각 계층의 역할과 주요 프로토콜을 정리하여 설명하겠습니다.

계층 역할 데이터 전송 단위 프로토콜

Network Interface Layer
네트워크 인터페이스 계층

  • 네트워크 인터페이스 계층은 데이터를 물리적인 네트워크 장비를 통해 전송하는 기능을 담당합니다. OSI 모델의 물리 계층과 데이터 링크 계층의 기능을 모두 포함하며, 로컬 네트워크에서 데이터를 안정적으로 전송합니다.
프레임
(Frame)
- Etherne

Internet Layer
인터넷 계층

  • 인터넷 계층은 데이터를 목적지까지 전달하는 경로를 선택하고 IP 주소를 기반으로 데이터를 패킷 단위로 처리합니다. IP 주소를 이용해 출발지와 목적지 간에 패킷을 전송하며, 최적의 경로를 설정하여 데이터를 전달합니다.
패킷
(Packet)
- IP
- ICMP
- ARP
- RARP

Transport Layer
전송 계층

  • 전송 계층은 종단 간(end-to-end) 연결을 담당하여 데이터의 신뢰성 있는 전송을 보장합니다. TCP와 UDP 프로토콜을 사용하여 데이터의 흐름 제어, 오류 검출, 데이터 재전송 등을 수행합니다.
세그먼트
(Segment)
(TCP의 경우)

데이터그램
(Datagram)
(UDP의 경우)
- TCP
: SMTP, POP, HTTP, FTP, telnet
- UDP
: DNS, SNMP, DHCP

Application Layer
응용 계층

  • 응용 계층은 사용자가 네트워크 서비스를 직접 사용할 수 있도록 다양한 응용 프로그램 서비스를 제공합니다. 웹 브라우저, 이메일 전송, 파일 전송 등 사용자와 상호작용하는 서비스를 포함하며, OSI 모델의 세션, 표현, 응용 계층의 기능을 모두 포함합니다.
데이터
(Data)
- HTTP
- FTP
- DNS

 


2020년 1회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

OSI 계층 중 비트(Bit)를 전송하는 계층은 무엇인가?

정답

물리 계층 (Physical Layer)


2020년 1회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

OSI 7 참조 모델 중 다음이 설명하는 계층을 쓰시오

- 전기적, 기계적, 기능적 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송
- 통신 단위는 비트이며 이것은 1과 0으로 나타내어지는, 즉 전기적으로 On, Off 상태이다.
- 데이터를 전달할 뿐, 데이터가 무엇인지 어떤 에러가 있는지 신경쓰지 않는다

정답

물리 계층 (Physical Layer)


2021년 3회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

OSI 7 Layer에 대한 설명이다. 각 설명에 알맞은 계층을 쓰시오.

✔ (____1____) : 
- 물리계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할.
- 포인 투 포인트의 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하며, 물리계층의 오류를 감지하고 수정한다.


✔ (_____2_____) : 
- 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능

✔ (_____3_____) : 
- 수신자에서 데이터의 압축을 풀수 있는 방식으로 된 데이터 압축
- 데이터 표현이 상이한 응용 프로세스의 독립성을 제공하고, 암호화한다.

정답

1. Data Link Layer (데이터 링크 계층)
2. Network Layer (네트워크 계층)
3. Presentation Layer (표현 계층)


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