OSI 7계층 (OSI 7 Layers)

OSI 7계층(OSI 7 layers)은 국제표준화기구가 정의한 네트워크 통신의 개념 모델로, 통신 과정을 물리 계층부터 응용 계층까지 일곱 단계의 역할로 나눈 것이다. 각 계층은 바로 아래 계층의 서비스를 이용하고 위 계층에 서비스를 제공하며, 계층 간 역할이 분리되어 있어 한 계층의 기술이 바뀌어도 다른 계층에 영향을 주지 않는다. 실제 인터넷은 TCP/IP 모델로 구현되어 있지만, OSI 모델은 네트워크를 이해하고 장애 지점을 논의하는 공통 언어로 널리 쓰인다.

계층화의 의미

네트워크 통신은 전기 신호의 전달부터 애플리케이션 데이터의 해석까지 성격이 전혀 다른 문제들의 묶음이다. 이를 하나로 뭉쳐 설계하면 어느 한 부분을 바꿀 때마다 전체를 손대야 한다. 계층화는 각 문제를 독립된 층으로 분리하고 층 사이의 인터페이스만 표준으로 고정하는 접근이다. 덕분에 이더넷(Ethernet)을 와이파이(Wi-Fi)로 바꿔도 IP 계층 위쪽은 그대로 동작하고, HTTP를 HTTP/3로 바꿔도 물리 배선은 무관하다. 서로 다른 회사의 장비와 소프트웨어가 섞여도 통신이 되는 상호운용성 역시 계층별 표준 덕분이다. 장애 분석에서도 "케이블 문제인가, 라우팅 문제인가, 애플리케이션 문제인가"를 계층 단위로 좁혀 갈 수 있다.

일곱 계층의 역할

• 1계층 물리 계층(Physical Layer): 비트를 전기 신호, 빛, 전파로 바꿔 매체에 실어 보낸다. 케이블, 리피터, 허브가 여기서 동작한다.
• 2계층 데이터 링크 계층(Data Link Layer): 같은 네트워크 안의 장비 간 전달을 담당한다. MAC 주소로 상대를 식별하고 프레임(frame) 단위로 오류를 검출한다. 스위치가 대표 장비이다.
• 3계층 네트워크 계층(Network Layer): 서로 다른 네트워크를 넘나드는 종단 간 경로 설정을 담당한다. IP 주소와 라우팅이 핵심이며 라우터가 동작하는 계층이다.
• 4계층 전송 계층(Transport Layer): 프로세스 대 프로세스 통신을 제공한다. 포트 번호로 애플리케이션을 구분하고, TCP는 신뢰성과 순서 보장, 흐름 제어를, UDP는 최소한의 전달만 제공한다.
• 5계층 세션 계층(Session Layer): 통신 세션의 수립과 유지, 종료, 동기화를 관리한다.
• 6계층 표현 계층(Presentation Layer): 데이터의 표현 형식을 다룬다. 인코딩 변환, 압축, 암호화가 개념적으로 이 계층에 속한다.
• 7계층 응용 계층(Application Layer): 사용자와 가장 가까운 계층으로 HTTP, DNS, SMTP 같은 서비스 프로토콜이 위치한다.

실무에서는 5, 6, 7계층의 경계가 뚜렷하지 않다. 예를 들어 TLS는 세션 관리와 암호화를 함께 수행해 5계층과 6계층의 성격을 모두 가지며, 흔히 4계층과 7계층 사이에 있다고 설명한다. HTTP 라이브러리들도 세션 유지나 인코딩 변환을 응용 계층 안에서 함께 처리하므로, 상위 세 계층은 개념 구분으로 이해하고 실제 소프트웨어와 일대일로 대응시키지 않는 편이 정확하다.