OSI 7계층

OSI (Open Systems Interconnection) 7계층은 네트워크 통신 과정을 7단계로 나눈 모델입니다. 핵심 목적은 역할을 나누어 이해하기 쉽게 하고, 문제 발생 시 어디서 문제인지 빠르게 파악할 수 있도록 하는 것입니다.

OSI 7계층 구조 (위에서 아래로 갈수록 물리적인 영역에 가까워짐)

7	Application	사용자와 가장 가까운 계층 (HTTP, FTP)
6	Presentation	데이터 형식 변환 (인코딩, 암호화)
5	Session	연결 유지/관리
4	Transport	데이터 전송 방식 결정 (TCP/UDP)
3	Network	IP 주소 기반 라우팅
2	Data Link	MAC 주소 기반 통신
1	Physical	전기 신호, 케이블

데이터가 내려가면서 캡슐화되고, 올라오면서 해석되는데 데이터 흐름(캡슐화)은 다음과 같습니다.

Application → Transport → Network → Data Link → Physical

데이터를 포장하면서 내려가고, 반대편에서는 풀면서 올라가는 개념입니다.

WireShark 캡쳐로 보는 실제 패킷

Wireshark 는 네트워크 패킷을 직접 볼 수 있는 대표적인 도구입니다. 아래는 HTTP 요청을 캡쳐했을 때의 구조입니다.

Wireshark 패킷 구조

Frame
 └─ Ethernet (Data Link)
     └─ IP (Network)
         └─ TCP (Transport)
             └─ HTTP (Application)

Wireshark에서 패킷 하나를 보면 보통 위와 같이 나옵니다. 즉, OSI 계층이 그대로 쌓여 있는 구조라는 것을 알 수 있습니다.
여기서 핵심 포인트는 아래 계층일수록 더 기본적인 정보이고, 위 계층일수록 실제 데이터(HTTP 등)라는 것입니다.

HTTP 요청이 OSI 계층을 따라 내려가는 흐름

예시로 사용자가 브라우저에서 입력하여 'https://example.com' 에 접속하였을 때,

Application 계층에서 HTTP 요청이 생성됩니다. (예: GET / HTTP/1.1 Host: example.com)
Transport 계층에서 포트 정보를 포함하여 TCP 헤더를 추가하여 세그먼트로 만듭니다. (예: 출발지 포트: 52344, 목적지 포트: 80 or 443)
Network 계층에서 IP 주소를 추가합니다. (예: 출발지 IP: -, 목적지 IP: -)
Data Link 계층에서 MAC 주소를 추가하여 프레임을 만듧니다. (예: 출발지 MAC: -, 목적지 MAC: -)
Physical 계층에서 전기 신호로 변환하여 네트워크를 통해 전송됩니다.

위 내용을 한 번에 정리하면 아래와 같습니다. (계층별로 포장하여 캡슐화)

[ Ethernet ]
  [ IP ]
    [ TCP ]
      [ HTTP ]

서버에서는 역순으로 해석 (디캡슐화)

Physical → Data Link → Network → Transport → Application

TCP vs UDP

OSI 7계층 중 4계층(Transport)에서 등장하는 개념입니다.

TCP (Transmission Control Protocol) 는 신뢰성 있는 통신이 주요 특징으로, 연결 기반 (Connection-oriented) 프로토콜이며 데이터 순서가 보장되고, 에러 발생 시 재전송이 가능하지만 속도는 상대적으로 느립니다. 보통 웹 (HTTP, HTTPS), 파일 다운로드, 로그인/결제에서 사용됩니다.

UDP (User Datagram Protocol) 는 빠른 통신 대신 신뢰성이 낮은 게 주요 특징으로, 비연결성 (Connectionless) 프로토콜이며 데이터 순서가 보장되지 않고, 에러 발생 시 재전송이 불가능하지만 속도는 매우 빠릅니다. 보통 실시간 스트리밍, 게임, 영상/음성 통화에 사용됩니다.

따라서, TCP 는 데이터 정확성이 중요할 때 (예: 로그인, 결제, 파일 전송) 필요하고, UDP 는 속도가 중요한 실시간 서비스(예: 게임, 영상 스트리밍)에서 필요하다고 할 수 있습니다.

마무리

정리하면, OSI 7계층은 네트워크를 역할별로 나눈 구조이고, TCP와 UDP는 4계층에서 데이터 전송 방식을 결정하는 프로토콜입니다.
TCP 는 느리지만 정확한 통신, UDP 는 빠르지만 신뢰성이 낮은 통신입니다..