정보처리기사 실기에서 네트워크는 보안과 함께 묶여서 나오는 경우가 많습니다. OSI 계층 구조와 각 계층의 프로토콜, TCP와 UDP의 차이, IP 주소 체계는 거의 매회 등장하는 단골 주제예요. 한 번만 제대로 이해해두면 응용 문제에도 흔들리지 않습니다.
1. OSI 7계층 모델
OSI(Open Systems Interconnection) 모델은 네트워크 통신을 7개 계층으로 나눈 표준 모델입니다. 시험에서 계층 이름, 번호, 대표 프로토콜·장비를 함께 물어봅니다. 암기할 때 "물-데-네-전-세-표-응" 처럼 첫 글자로 외우는 방법이 효과적입니다.
7응용 계층 (Application)HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, DNS, Telnet
6표현 계층 (Presentation)데이터 형식 변환, 암호화, 압축 (JPEG, MPEG, SSL/TLS)
5세션 계층 (Session)연결 설정·유지·종료 (NetBIOS, RPC)
4전송 계층 (Transport)TCP, UDP — 포트 번호, 신뢰성 전송
3네트워크 계층 (Network)IP, ICMP, ARP, 라우터 — IP 주소 기반 라우팅
2데이터링크 계층 (Data Link)이더넷, MAC 주소, 스위치, 브리지 — 프레임 단위
1물리 계층 (Physical)전기 신호, 허브, 리피터 — 비트 단위 전송
| 계층 | 데이터 단위 | 대표 장비 | 핵심 기능 |
|---|---|---|---|
| 7 응용 | 데이터(Data) | - | 사용자 인터페이스, 응용 서비스 제공 |
| 6 표현 | 데이터(Data) | - | 데이터 형식 변환, 암호화, 압축 |
| 5 세션 | 데이터(Data) | - | 통신 세션 관리, 동기화 |
| 4 전송 | 세그먼트(Segment) | 게이트웨이 | 종단 간 신뢰성 통신, 흐름·오류 제어 |
| 3 네트워크 | 패킷(Packet) | 라우터 | 논리 주소(IP) 기반 경로 결정 |
| 2 데이터링크 | 프레임(Frame) | 스위치, 브리지 | 물리 주소(MAC) 기반 통신, 오류 검출 |
| 1 물리 | 비트(Bit) | 허브, 리피터 | 전기 신호로 비트 전송 |
🎯 OSI 계층 빈출 포인트
✔ "MAC 주소를 이용하는 계층" → 2계층 데이터링크 계층
✔ "IP 주소를 이용하는 계층" → 3계층 네트워크 계층
✔ "포트 번호를 이용하는 계층" → 4계층 전송 계층
✔ "라우터가 동작하는 계층" → 3계층, "스위치가 동작하는 계층" → 2계층
✔ "MAC 주소를 이용하는 계층" → 2계층 데이터링크 계층
✔ "IP 주소를 이용하는 계층" → 3계층 네트워크 계층
✔ "포트 번호를 이용하는 계층" → 4계층 전송 계층
✔ "라우터가 동작하는 계층" → 3계층, "스위치가 동작하는 계층" → 2계층
2. TCP/IP 4계층
실제 인터넷에서 사용하는 표준 모델입니다. OSI 7계층을 실용적으로 4계층으로 통합한 모델이에요.
| TCP/IP 계층 | 대응 OSI 계층 | 프로토콜 |
|---|---|---|
| 응용 계층 (Application) | 5~7계층 (세션+표현+응용) | HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, POP3, DNS, Telnet, SSH |
| 전송 계층 (Transport) | 4계층 (전송) | TCP, UDP |
| 인터넷 계층 (Internet) | 3계층 (네트워크) | IP, ICMP, ARP, RARP, OSPF, BGP |
| 네트워크 접근 계층 (Network Access) | 1~2계층 (물리+데이터링크) | 이더넷, Wi-Fi, PPP |
3. 핵심 프로토콜 정리
| 프로토콜 | 포트 | 설명 |
|---|---|---|
| HTTP | 80 | 웹 페이지 전송. 비암호화 |
| HTTPS | 443 | HTTP + TLS/SSL 암호화 |
| FTP | 20(데이터), 21(제어) | 파일 전송 프로토콜 |
| SSH | 22 | 원격 접속, 암호화된 터미널 |
| SMTP | 25 | 이메일 전송(발신) |
| DNS | 53 | 도메인 이름 → IP 주소 변환 |
| DHCP | 67(서버), 68(클라이언트) | IP 주소 자동 할당 |
| POP3 | 110 | 이메일 수신. 서버에서 클라이언트로 다운로드 |
| IMAP | 143 | 이메일 수신. 서버에서 직접 관리 |
| SNMP | 161 | 네트워크 장비 모니터링 및 관리 |
| Telnet | 23 | 원격 접속, 비암호화 (SSH로 대체) |
| ICMP | - | IP 오류 보고, ping 명령어에 사용 |
| ARP | - | IP 주소 → MAC 주소 변환 |
| RARP | - | MAC 주소 → IP 주소 변환 (역방향) |
💡 포트 번호 암기 팁
"FTP는 파일을 떠나보낸다(21), HTTP는 팔아요(80), HTTPS는 사사(443), SSH는 이이(22), DNS는 공삼(53)"처럼 숫자와 연상을 연결해서 외우면 잘 기억됩니다. 시험에서 포트 번호 묻는 문제가 자주 나옵니다.
"FTP는 파일을 떠나보낸다(21), HTTP는 팔아요(80), HTTPS는 사사(443), SSH는 이이(22), DNS는 공삼(53)"처럼 숫자와 연상을 연결해서 외우면 잘 기억됩니다. 시험에서 포트 번호 묻는 문제가 자주 나옵니다.
4. TCP vs UDP
TCP와 UDP는 전송 계층의 두 핵심 프로토콜입니다. 특징 비교는 시험에서 단골로 나옵니다.
| 특성 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 연결 방식 | 연결 지향(3-way handshake로 연결 수립) | 비연결 지향 |
| 신뢰성 | 높음 — 순서 보장, 재전송, 오류 제어 | 낮음 — 전달 보장 없음 |
| 속도 | 상대적으로 느림 | 빠름 |
| 흐름 제어 | 있음 (슬라이딩 윈도우) | 없음 |
| 혼잡 제어 | 있음 | 없음 |
| 활용 예 | 웹(HTTP), 이메일(SMTP), 파일 전송(FTP) | 동영상 스트리밍, DNS, VoIP, 게임 |
TCP 3-way Handshake
TCP 연결 수립 과정으로, 실기 시험에서 순서를 묻는 문제가 나옵니다.
| 단계 | 클라이언트 → 서버 | 설명 |
|---|---|---|
| 1단계 | SYN 전송 | 연결 요청. 시퀀스 번호 초기화 |
| 2단계 | SYN + ACK 수신 | 서버가 요청 수락 + 자신도 연결 요청 |
| 3단계 | ACK 전송 | 클라이언트가 서버 요청 수락. 연결 수립 |
🎯 TCP/UDP 빈출 포인트
✔ "신뢰성 있는 전송이 필요한 프로토콜" → TCP
✔ "실시간 스트리밍에 적합한 전송 계층 프로토콜" → UDP
✔ TCP 3-way Handshake 순서: SYN → SYN+ACK → ACK
✔ TCP 연결 종료는 4-way Handshake (FIN, ACK, FIN, ACK)
✔ "신뢰성 있는 전송이 필요한 프로토콜" → TCP
✔ "실시간 스트리밍에 적합한 전송 계층 프로토콜" → UDP
✔ TCP 3-way Handshake 순서: SYN → SYN+ACK → ACK
✔ TCP 연결 종료는 4-way Handshake (FIN, ACK, FIN, ACK)
5. IP 주소와 서브넷 마스크
IPv4 주소 클래스
| 클래스 | 첫 번째 옥텟 범위 | 용도 | 기본 서브넷 마스크 |
|---|---|---|---|
| Class A | 1 ~ 126 | 대형 네트워크. 호스트 수 최다 | 255.0.0.0 (/8) |
| Class B | 128 ~ 191 | 중형 네트워크 | 255.255.0.0 (/16) |
| Class C | 192 ~ 223 | 소형 네트워크. 가장 일반적 | 255.255.255.0 (/24) |
| Class D | 224 ~ 239 | 멀티캐스트용 | - |
| Class E | 240 ~ 255 | 연구·예약용 | - |
사설 IP 주소 대역
| 클래스 | 사설 IP 범위 |
|---|---|
| Class A | 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 |
| Class B | 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 |
| Class C | 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 |
💡 서브넷 마스크 계산 방법
/24 = 255.255.255.0 → 네트워크 주소 3옥텟, 호스트 8비트 = 2⁸ - 2 = 254개 호스트
/25 = 255.255.255.128 → 호스트 7비트 = 2⁷ - 2 = 126개 호스트
/26 = 255.255.255.192 → 호스트 6비트 = 2⁶ - 2 = 62개 호스트
(전체 주소 수에서 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소 2개를 빼야 실제 사용 가능 호스트 수)
/24 = 255.255.255.0 → 네트워크 주소 3옥텟, 호스트 8비트 = 2⁸ - 2 = 254개 호스트
/25 = 255.255.255.128 → 호스트 7비트 = 2⁷ - 2 = 126개 호스트
/26 = 255.255.255.192 → 호스트 6비트 = 2⁶ - 2 = 62개 호스트
(전체 주소 수에서 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소 2개를 빼야 실제 사용 가능 호스트 수)
IPv4 vs IPv6
| 특성 | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| 주소 길이 | 32비트 (4옥텟) | 128비트 (16옥텟) |
| 표기법 | 10진수 점 표기 (192.168.0.1) | 16진수 콜론 표기 (2001:db8::1) |
| 주소 개수 | 약 43억 개 | 사실상 무한 (2¹²⁸) |
| 헤더 | 가변 길이 (20~60바이트) | 고정 40바이트. 단순화 |
| 보안 | 선택적 (IPSec 별도) | IPSec 기본 탑재 |
| 브로드캐스트 | 있음 | 없음 (멀티캐스트로 대체) |
6. 라우팅 프로토콜
라우터가 패킷의 최적 경로를 결정할 때 사용하는 프로토콜입니다. 내부(IGP)와 외부(EGP) 프로토콜로 나뉩니다.
| 구분 | 프로토콜 | 알고리즘 | 특징 |
|---|---|---|---|
| IGP (내부) | RIP | 거리 벡터 | 홉 수 기준. 최대 15홉. 소규모 네트워크. 느린 수렴 |
| OSPF | 링크 상태 | 대역폭 기준. 대규모 네트워크. 빠른 수렴. 계층적 구조 | |
| EGP (외부) | BGP | 경로 벡터 | AS(자율 시스템) 간 라우팅. 인터넷 백본에 사용 |
🎯 라우팅 프로토콜 빈출 포인트
✔ RIP: 거리 벡터, 최대 15홉, 홉 수 기준, Bellman-Ford 알고리즘
✔ OSPF: 링크 상태, 홉 무제한, 대역폭 기준, Dijkstra 알고리즘
✔ BGP: AS 간 라우팅, 인터넷 전체 경로 관리에 사용
✔ "홉 수가 가장 적은 경로를 선택하는 프로토콜" → RIP
✔ RIP: 거리 벡터, 최대 15홉, 홉 수 기준, Bellman-Ford 알고리즘
✔ OSPF: 링크 상태, 홉 무제한, 대역폭 기준, Dijkstra 알고리즘
✔ BGP: AS 간 라우팅, 인터넷 전체 경로 관리에 사용
✔ "홉 수가 가장 적은 경로를 선택하는 프로토콜" → RIP
마무리
네트워크는 외워야 할 내용이 많아 보이지만, OSI 7계층과 프로토콜 포트 번호를 확실히 잡으면 반은 된 겁니다. 나머지 TCP/UDP, IP 주소 체계, 라우팅은 이해를 바탕으로 암기하면 응용 문제에서도 흔들리지 않습니다. 실기 준비 초반에 네트워크를 잡아두면 보안 파트 공부할 때도 훨씬 수월해집니다.