네트워크 계층 모델 비교

📌개요

네트워크를 이해할 때 가장 먼저 마주하는 개념이 바로 계층 모델(Layered Model) 이다.

대표적으로 TCP/IP 4계층 모델과 OSI 7계층 모델이 있는데, 두 모델은 네트워크 통신을 구조적으로 설명하는 기준이 된다.

두 모델을 각각 설명하고, 어떤 차이가 있으며 실무에서는 어떻게 이해하면 좋은지 다뤄본다.

📌내용

OSI 7계층 모델

국제표준화기구(ISO)에서 제정한 OSI(Open Systems Interconnection) 모델은 네트워크 통신 과정을 7단계로 나눈다.

물리 계층 (Physical): 전기 신호, 케이블, 하드웨어 전송 매체
데이터 링크 계층 (Data Link): MAC 주소, 프레임 전송, 오류 검출 (예: Ethernet, Switch)
네트워크 계층 (Network): IP 주소 기반 라우팅 (예: IP, Router)
전송 계층 (Transport): 종단 간 통신, 신뢰성 보장 (예: TCP, UDP)
세션 계층 (Session): 세션 관리, 연결 유지/종료 (예: NetBIOS)
표현 계층 (Presentation): 데이터 형식 변환, 암호화 (예: SSL/TLS, JPEG)
응용 계층 (Application): 사용자 서비스 제공 (예: HTTP, FTP, SMTP)

    flowchart LR
    %% 송신 측
    subgraph Sender[송신 측 - Encapsulation]
        direction TB
        A1[응용 계층] --> A2[전송 계층] --> A3[네트워크 계층] --> A4[데이터 링크 계층] --> A5[물리 계층]
        A1_side[Data] --- A1
        A2_side[TCP/UDP Header + Data] --- A2
        A3_side[IP Header + TCP Segment] --- A3
        A4_side[MAC Header + IP Packet + CRC] --- A4
        A5_side[010101 비트 스트림] --- A5
    end

    %% 수신 측
    subgraph Receiver[수신 측 - Decapsulation]
        direction TB
        B5[물리 계층] --> B4[데이터 링크 계층] --> B3[네트워크 계층] --> B2[전송 계층] --> B1[응용 계층]
        B5_side[010101 비트 스트림] --- B5
        B4_side[프레임 해제 → IP Packet] --- B4
        B3_side[패킷 해제 → TCP Segment] --- B3
        B2_side[세그먼트 해제 → Data] --- B2
        B1_side[Application Data 복원] --- B1
    end

    %% 송수신 연결
    A5 --전송--> B5

TCP/IP 4계층 모델

실제 인터넷 프로토콜에서 사용되는 구조는 TCP/IP 모델이다. OSI보다 단순화되어 있으며, 실무에서는 이 모델을 주로 따른다.

네트워크 액세스 계층 (Network Access): 하드웨어 인터페이스, 데이터 링크 & 물리 계층 포함
인터넷 계층 (Internet): IP 주소 기반 라우팅 (IP, ICMP 등)
전송 계층 (Transport): TCP/UDP 기반 통신 제어
응용 계층 (Application): 애플리케이션 서비스 (HTTP, FTP, DNS, SMTP 등)

오늘날 인터넷이 동작하는 실제 표준 구조다.

두 모델의 비교

구분	OSI 7계층	TCP/IP 4계층	특징
계층 수	7	4	TCP/IP는 실용적으로 단순화
정의 기관	ISO	ARPANET/DoD	목적 차이: 이론 vs 실무
표현/세션	독립 계층 존재	응용 계층에 통합	OSI는 세밀, TCP/IP는 실용
전송 계층	TCP/UDP 모두 포함	동일	신뢰성(연결형 vs 비연결형) 제공
보급	이론/교육 중심	인터넷 표준	TCP/IP가 사실상 전세계 표준

    graph TD

subgraph OSI_7
    OSI1["응용 계층
(Application)"]
    OSI2["표현 계층
(Presentation)"]
    OSI3["세션 계층
(Session)"]
    OSI4["전송 계층
(Transport)"]
    OSI5["네트워크 계층
(Network)"]
    OSI6["데이터 링크 계층
(Data Link)"]
    OSI7["물리 계층
(Physical)"]
end

subgraph TCPIP_4
    TCP1["응용 계층
(Application)"]
    TCP2["전송 계층
(Transport)"]
    TCP3["인터넷 계층
(Internet)"]
    TCP4["네트워크 액세스 계층
(Network Access)"]
end

%% 매핑 관계
OSI1 --> TCP1
OSI2 --> TCP1
OSI3 --> TCP1
OSI4 --> TCP2
OSI5 --> TCP3
OSI6 --> TCP4
OSI7 --> TCP4

Tip

네트워크 공부 초기에 “OSI 7계층"을 무조건 외워야 하는지 의문이었다. 하지만 실무에서는 “이론적 설명”보다 TCP/IP 모델이 더 쓰인다. 결국 “OSI는 네트워크 교과서의 언어, TCP/IP는 인터넷의 언어”라고 이해하면 쉽다. 즉, OSI는 이상적인 개념도, TCP/IP는 현실 세계 지도라고 비유할 수 있다.

🎯결론

OSI 7계층은 개념적 학습과 문제 진단에 유용하고, TCP/IP 4계층은 인터넷의 실제 동작 표준이다.

즉, 공부할 때는 OSI로 세밀하게 이해하고, 실무에서는 TCP/IP로 단순하게 적용하는 것이 가장 효율적이다.