11. OSI

 

 

OSI 7 계층

OSI 7 계층(Open Systems Interconnection 7 Layers)은 네트워크 통신 과정을 7단계의 논리적 계층으로 나눈 모델입니다. 각 계층은 독립적인 기능을 수행하며, 아래 계층의 기능에 의존하고 위 계층에 서비스를 제공합니다.

계층 번호	계층명	역할 및 특징	예시
7계층	응용 계층 (Application Layer)	사용자와 직접 상호작용하며, 네트워크를 통해 서비스를 제공합니다.	HTTP, FTP, SMTP
6계층	표현 계층 (Presentation Layer)	데이터의 형식(암호화, 압축 등)을 변환하여 응용 계층에 제공합니다.	JPEG, MPEG, SSL/TLS
5계층	세션 계층 (Session Layer)	네트워크 연결을 설정, 유지, 종료하는 역할을 합니다.	API, NetBIOS
4계층	전송 계층 (Transport Layer)	신뢰성 있는 데이터 전송을 담당합니다. 포트 번호를 사용하여 프로세스를 식별합니다.	TCP, UDP
3계층	네트워크 계층 (Network Layer)	데이터를 목적지까지 전달하는 최적의 경로를 결정합니다. IP 주소를 사용합니다.	IP, 라우터
2계층	데이터링크 계층 (Data Link Layer)	물리적 네트워크를 통해 데이터를 전송합니다. MAC 주소를 사용하여 장치를 식별합니다.	이더넷, 스위치
1계층	물리 계층 (Physical Layer)	데이터를 전기적 신호로 변환하여 물리적 매체(케이블)를 통해 전송합니다.	리피터, 허브, 케이블

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문제: OSI 7계층과 네트워크 장비

다음 그림과 시나리오를 참고하여, A, B, C, D 장비에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것을 고르시오.

[그림 설명]

• A: 사용자의 PC가 연결된 가장 최전방의 네트워크 장비.
• B: VLAN을 지원하며, 여러 서브넷 간의 통신을 제어하는 장비.
• C: 인터넷에 접속하기 위해 사설 IP를 공인 IP로 변환하는 장비.
• D: 전송 계층의 신뢰성 있는 연결을 담당하고, 포트 번호를 사용하여 서비스를 식별하는 프로토콜.

[시나리오] 사내 네트워크에서 PC(192.168.10.10)가 외부 웹 서버(203.0.113.10)에 접속하려고 합니다. PC에서 웹 브라우저(Port 55000)를 통해 HTTP(Port 80) 요청을 보냅니다. 이 요청은 장비 A를 거쳐 장비 B에 도달합니다. 장비 B는 이 요청을 장비 C로 전달하며, 장비 C는 요청 패킷의 소스 IP 주소를 변환하여 외부로 보냅니다. 웹 서버로부터의 응답은 다시 장비 C, B, A를 거쳐 PC의 웹 브라우저로 전달됩니다. 이 과정에서 프로토콜 D가 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장합니다.

1. 장비 A는 OSI 2계층에서 동작하는 스위치로, PC와 동일한 네트워크(VLAN) 내에서 MAC 주소를 기반으로 프레임을 전달한다.
2. 장비 B는 2계층과 3계층 기능을 모두 갖춘 Layer 3 스위치이며, 서로 다른 서브넷(VLAN) 간의 패킷 라우팅을 담당한다.
3. 장비 C는 NAT(Network Address Translation) 기능을 수행하며, OSI 3계층에서 IP 주소 변환을 통해 사설 네트워크와 공인 네트워크 간의 통신을 가능하게 한다.
4. 프로토콜 D는 OSI 4계층에서 작동하는 TCP(Transmission Control Protocol)이며, 3-way handshake를 통해 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장한다.
5. 위 시나리오에서 PC가 보낸 요청은 OSI 7계층에서 HTTP를 사용하며, 이 HTTP 요청은 최종적으로 OSI 2계층의 헤더와 트레일러가 붙은 프레임 형태로 장비 A에 전달된다.

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정답 및 해설

정답: 1. 장비 A는 OSI 2계층에서 동작하는 스위치로, PC와 동일한 네트워크(VLAN) 내에서 MAC 주소를 기반으로 프레임을 전달한다.

해설:

1. 정답 (옳지 않음): 장비 A는 사용자의 PC가 연결된 가장 최전방의 네트워크 장비입니다. 일반적으로 이는 **스위치(Switch)**의 역할입니다. 하지만 VLAN은 서로 다른 네트워크를 논리적으로 분리하는 기술이므로, VLAN을 구성하는 장비는 Layer 2 스위치가 아니라 Layer 3 스위치가 됩니다. 또한, 스위치는 포트 기반으로 작동하며, MAC 주소를 기반으로 통신합니다. 따라서, **"동일한 네트워크(VLAN) 내에서"**라는 표현은 적절하지만, **장비 A가 VLAN을 지원한다**는 단서가 없으므로 옳지 않습니다. 문제에서 장비 B는 VLAN을 지원하고 있다고 명시했으므로, 장비 A는 단순한 2계층 스위치일 가능성이 높습니다.
2. 옳음: 장비 B는 여러 서브넷(VLAN) 간 통신을 제어하므로, OSI 3계층 기능을 가진 라우터 또는 Layer 3 스위치입니다.
3. 옳음: 장비 C는 사설 IP를 공인 IP로 변환하는 NAT 기능을 수행하며, 이는 OSI 3계층(네트워크 계층)의 역할입니다.
4. 옳음: 프로토콜 D는 신뢰성 있는 데이터 전송과 포트 번호를 사용하는 OSI 4계층의 TCP입니다.
5. 옳음: 데이터는 OSI 7계층에서 1계층으로 내려가면서 각 계층의 헤더가 추가됩니다. HTTP는 7계층 프로토콜이며, 2계층에서는 프레임 헤더와 트레일러가 붙습니다.