[Network] TCP/IP 4 계층이란? - TCP/IP 4 Lyaer
- 공부/정보처리기사
- 2025. 4. 15. 00:13
인터넷 통신의 근간을 이루는 핵심 모델이 바로 TCP/IP 4계층 모델입니다. 이 모델은 데이터가 네트워크를 통해 어떻게 이동하는지를 이해하는 데 필수적입니다.
TCP/IP 모델이란?
TCP/IP는 Transmission Control Protocol/Internet Protocol의 약자로, 인터넷을 포함한 컴퓨터 네트워크에서 장치 간 데이터 통신을 가능하게 하는 프로토콜 모음이자 통신 모델입니다. 이는 서로 다른 종류의 컴퓨터나 네트워크 장비들이 원활하게 데이터를 주고받을 수 있도록 합니다.
TCP/IP라고 하면 TCP와 IP라는 두 가지 핵심 프로토콜만을 떠올리기 쉽지만, 실제로는 데이터 통신 과정을 기능별로 나누어 계층화하고, 각 계층에 관련된 다양한 프로토콜들을 묶어놓은 참조 모델입니다.
TCP/IP 4 계층 구조
TCP/IP 모델은 일반적으로 다음과 같은 4개의 계층으로 설명됩니다.
| 계층 | 계층명 | 기능 | 프로토콜 예시 |
| Layer 1 | Network Access Layer | 물리적 전송, 프레이밍, 물리적 주소 지정, 오류 제어, 매체 접근 제어 | Ethernet, Wi-Fim PPPm SLIP |
| Layer 2 | Internet Layer | 주소 지정, 라우팅, 패킷화, 분할 & 재조립 | IP, ICMP, GIMP, ARP |
| Layer 3 | Transport Layer | 프로세스 간 통신, 데이터 분할 & 재조립, 연결 제어, 흐름 제어, 오류 제어, 혼잡 제어 | TCP, UDP |
| Layer 4 | Application Layer | 사용자 인터페이스, 데이터 표현 & 변환, 세션 관리, 네트워크 서비스 | HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, DHCP, DNS |
TCP/IP 4 계층별 특징
Layer 1 - 네트워크 인터페이스 계층 (Network Interface Layer / Network Access Layer)
실제 물리적인 네트워크(LAN, Wi-Fi 등)를 통해 데이터를 전송하는 역할을 합니다. 데이터를 프레임(Frame) 단위로 만들고, 물리적 주소인 MAC 주소를 사용하여 같은 네트워크 내의 장치 간 데이터를 전달합니다. 전기 신호나 광 신호로 변환하여 전송하고 오류를 감지합니다.
OSI 모델: OSI 1, 2계층 (물리, 데이터 링크)의 기능을 포괄합니다.
Layer 2 - 인터넷 계층 (Internet Layer)
데이터를 패킷(Packet) 단위로 만들고, 논리적 주소인 IP 주소를 사용하여 **최종 목적지까지의 경로를 설정(Routing)**하고 데이터를 전송합니다. 여러 네트워크를 거쳐가는 인터넷 전체에서의 데이터 전달을 책임집니다.
OSI 모델: OSI 3계층(네트워크)에 해당합니다.
Layer 3 - 전송 계층 (Transport Layer)
송신지와 목적지 프로세스(애플리케이션) 간의 데이터 전송을 책임집니다. 데이터를 세그먼트(TCP) 또는 데이터그램(UDP) 단위로 나누고, 포트 번호를 사용하여 특정 애플리케이션을 식별합니다. 신뢰성 있는 전송(TCP) 또는 빠른 전송(UDP) 방식을 선택합니다.
OSI 모델: OSI 4계층(전송)과 거의 동일한 역할을 합니다.
Layer 4 - 응용 계층 (Application Layer)
사용자가 직접 사용하는 응용 프로그램(웹 브라우저, 이메일 클라이언트 등)과 연동하여 실질적인 데이터(메시지)를 생성하고 통신 서비스를 제공합니다. 데이터의 형식 변환(인코딩), 암호화, 세션 관리 등도 이 계층에서 처리될 수 있습니다.
OSI 모델: OSI 5, 6, 7계층 (세션, 표현, 응용)의 기능을 포괄합니다.
캡슐화/역캡슐화 - 데이터 전송 과정
TCP/IP 모델에서도 데이터 전송 과정은 OSI 모델과 유사하게 캡슐화(Encapsulation)와 역캡슐화(Decapsulation)를 통해 이루어집니다.
캡슐화 과정
- 응용 계층: 데이터 생성
- 전송 계층: TCP 또는 UDP 헤더 추가 (포트 번호 등) → 세그먼트/데이터그램 생성
- 인터넷 계층: IP 헤더 추가 (출발지/목적지 IP 주소 등) → 패킷 생성
- 네트워크 인터페이스 계층: 이더넷 헤더 및 트레일러 추가 (MAC 주소, 오류 체크 등) → 프레임 생성 → 전기/광 신호(비트)로 변환하여 전송
역캡슐화 과정
- 네트워크 인터페이스 계층: 신호 수신 및 프레임 복원, 이더넷 헤더/트레일러 제거 → 패킷 추출
- 인터넷 계층: IP 헤더 제거 → 세그먼트/데이터그램 추출
- 전송 계층: TCP 또는 UDP 헤더 제거 → 데이터 재조립
- 응용 계층: 최종 데이터 전달 및 처리
OSI 7 Lyaer 모델과 비교
| TCP/IP 4 Layer Model | OSI 7 Layer Model | ||
| Layer 4 | 응용 계층 | Layer 7 | 응용 계층 |
| Layer 6 | 표현 계층 | ||
| Layer 5 | 세션 계층 | ||
| Layer 3 | 전송 계층 | Layer 4 | 전송 계층 |
| Layer 2 | 인터넷 계층 | Layer 3 | 네트워크 계층 |
| Layer 1 | 네트워크 엑세스 | Layer 2 | 데이터 링크 계층 |
| Layer 1 | 물리 계층 | ||
- 두 모델 모두 계층형이지만, 서로의 계층이 정확히 일치하지는 않습니다.
- TCP/IP는 인터넷 개발과 보편화 이후 표준화 되어 신뢰성이 높습니다.
- 실제 통신은 TCP/IP 프로토콜을 사용합니다.
정리
TCP/IP 4계층 모델은 현재 우리가 사용하는 인터넷의 기반을 이루는 핵심적인 통신 모델입니다. OSI 모델이 네트워크 통신의 이론적인 이해를 돕는다면, TCP/IP 모델은 실제 인터넷이 어떻게 동작하는지를 보여주는 실용적인 프레임워크입니다.