컴퓨터시스템기사 실기 07 — 네트워크 프로토콜 분석 (OSI·TCP/IP·패킷·라우팅·오류 제어)

컴퓨터시스템기사 실기 07 — 네트워크 프로토콜 분석 (OSI·TCP/IP·패킷·라우팅·오류 제어)

출제기준 코드: 6-1-1 OSI 참조모델·인터넷 프로토콜 모델 / 6-1-2 네트워크 패킷 분석
/ 6-2-1 네트워크 구성요소·구조 / 6-2-2 프로토콜 연계 동작
구 범위 보충: 에러 제어 방식 (해밍코드·패리티·CRC) — 기출 빈출
시험일: 2026-10-25 / 시리즈: 컴퓨터시스템기사 실기 07편

 

실기 시리즈 일곱 번째 글입니다.

이번 편은 2026 신 출제기준에서 새로 들어온 대단원 6 (네트워크 프로토콜 분석) 입니다.

솔직히 말씀드리면, 이 단원은 직접 기출이 거의 없습니다.

2026년 1회 복원본에 "흐름 제어" 한 문제가 있었고, 토폴로지 정의 문제가 여러 회차 반복됐습니다.

그래서 이번 편은 "기출 암기"보다 "나올 만한 개념을 단답형으로 대비" 하는 구성입니다.

다만 구 범위인 해밍코드·패리티·CRC는 기출이 매우 많아서 마지막에 따로 묶었습니다.

---

1. 실기 출제 포인트

구분	형태	중요도
OSI 7계층 / TCP/IP 4계층	계층별 기능·프로토콜·PDU 매칭	⭐⭐⭐
TCP/UDP	3-way handshake, 헤더 필드, 차이점	⭐⭐⭐
흐름 제어·오류 제어	슬라이딩 윈도우, ARQ (2026-1 출제)	⭐⭐⭐
네트워크 토폴로지	정의 문제 4회 반복 + 유형별 특징	⭐⭐⭐
IP 주소·서브넷	네트워크/브로드캐스트/호스트 수 계산	⭐⭐
라우팅	RIP / OSPF / BGP 구분	⭐⭐
네트워크 장비	허브·스위치·라우터의 계층	⭐⭐
에러 제어 (구 범위)	해밍코드, 2차원 패리티, CRC	⭐⭐⭐ (기출 다수)

💡 답안 키워드 박스
OSI 7계층 TCP/IP PDU(세그먼트·패킷·프레임) 3-way handshake SYN/ACK 흐름 제어 슬라이딩 윈도우 ARQ 토폴로지 서브넷 마스크 라우팅 거리 벡터 링크 상태 해밍코드 CRC 2차원 패리티

---

2. OSI 7계층과 TCP/IP (6-1-1) ⭐⭐⭐

OSI 계층	TCP/IP	주요 기능	대표 프로토콜·장비	PDU
7 응용	응용	사용자 서비스 제공	HTTP, FTP, SMTP, DNS, SSH	데이터
6 표현	응용	부호화, 압축, 암호화	TLS(표현 기능), JPEG	데이터
5 세션	응용	연결 설정·유지·종료, 동기점	NetBIOS, RPC	데이터
4 전송	전송	종단 간 신뢰성, 포트, 흐름·오류 제어	TCP, UDP, L4 스위치	세그먼트 (UDP는 데이터그램)
3 네트워크	인터넷	IP 주소, 라우팅	IP, ICMP, 라우터	패킷
2 데이터링크	네트워크 접근	MAC 주소, 프레임, 오류 검출	Ethernet, ARP, 스위치, 브리지	프레임
1 물리	네트워크 접근	비트 전송, 전기·기계적 규격	케이블, 리피터, 허브	비트

 

캡슐화: 데이터 → (TCP 헤더) 세그먼트 → (IP 헤더) 패킷 → (Ethernet 헤더+트레일러) 프레임 → 비트

 

⚠️ 함정: ARP는 IP→MAC 변환이라 2·3계층 사이로 설명하지만,

시험에서는 보통 데이터링크(2계층) 또는 네트워크 접근 계층으로 묻습니다.

문제의 제시 계층 구조를 따르세요.

---

3. 패킷과 프로토콜 명세 분석 (6-1-2) ⭐⭐⭐

실기 출제기준이 "프로토콜 명세서(RFC)를 분석해 패킷을 분석한다"입니다.

헤더 필드의 이름과 크기를 알아두면 단답형에 대응됩니다.

 

3-1. Ethernet 프레임

| 목적지 MAC (6B) | 출발지 MAC (6B) | Type (2B) | 데이터 (46~1500B) | FCS (4B) |

• MAC 주소 48비트 (6바이트), 앞 24비트 제조사(OUI)
• 최소 프레임 64B, 최대 1518B (VLAN 태그 없을 때). MTU = 1500B
• FCS = CRC-32로 오류 검출

 

3-2. IPv4 헤더 (최소 20바이트)

필드	설명
Version / IHL	버전(4), 헤더 길이(4바이트 단위)
Total Length	헤더+데이터 전체 길이
Identification / Flags / Fragment Offset	단편화(Fragmentation) 관련
TTL	홉마다 1 감소, 0이면 폐기 (라우팅 루프 방지, traceroute 원리)
Protocol	상위 프로토콜: ICMP=1, TCP=6, UDP=17
Header Checksum	헤더 오류 검출
Source / Destination IP	각 32비트

 

3-3. TCP vs UDP ⭐⭐⭐

항목	TCP	UDP
연결	연결형 (3-way handshake)	비연결형
신뢰성	순서 보장, 재전송, 확인 응답	보장 없음
흐름·혼잡 제어	있음	없음
헤더	최소 20B	8B
속도·오버헤드	상대적 느림	빠름·가벼움
용도	HTTP(S), FTP, SSH, SMTP	DNS, DHCP, 스트리밍, VoIP, SNMP

 

TCP 헤더 주요 필드: 출발지/목적지 포트(각 16비트), 순서 번호(Seq), 확인 응답 번호(Ack), 플래그(URG, ACK, PSH, RST, SYN, FIN), 윈도우 크기, 체크섬
UDP 헤더: 출발지 포트, 목적지 포트, 길이, 체크섬 (4개 필드 × 2B = 8B)

 

3-4. TCP 연결 설정·종료 ⭐⭐⭐

[연결 설정: 3-way handshake]
클라이언트 ──SYN(seq=x)──────────▶ 서버
클라이언트 ◀──SYN+ACK(seq=y, ack=x+1)── 서버
클라이언트 ──ACK(ack=y+1)─────────▶ 서버      → ESTABLISHED

[연결 종료: 4-way]
FIN → ACK → FIN → ACK   (이후 TIME_WAIT)

• SYN 패킷은 순서 번호 1을 소비하므로 응답 ack = x + 1
• 방화벽 장애 분석: SYN만 가고 SYN+ACK가 안 오면 중간 차단, SYN 직후 RST가 오면 포트 닫힘

 

3-5. 주요 포트 번호

포트	프로토콜	포트	프로토콜
20/21	FTP (데이터/제어)	25	SMTP
22	SSH	53	DNS (UDP/TCP)
23	Telnet	67/68	DHCP (서버/클라이언트)
80	HTTP	110 / 143	POP3 / IMAP
443	HTTPS	161	SNMP
123	NTP	389 / 636	LDAP / LDAPS

 

3-6. 보조 프로토콜

프로토콜	역할
프로토콜	역할
ARP	IP 주소 → MAC 주소 질의 (브로드캐스트 요청, 유니캐스트 응답)
RARP	MAC → IP
ICMP	오류·제어 메시지 (ping=Echo, traceroute는 TTL 초과 메시지 이용)
DHCP	IP 자동 할당 (Discover → Offer → Request → Ack, DORA)
DNS	도메인 ↔ IP 변환

---

4. 네트워크 구성요소와 구조 (6-2-1) ⭐⭐⭐

4-1. 토폴로지 (기출 4회: 2016-1, 2020 통합, 2024-1, 2024-3)

기출: "( )는 컴퓨터끼리 연결한 모양이나 형태, 네트워크를 구성하는 방법" / "통신망에서 장치와 통신 채널의 연결 형태를 나타내는 용어는?"
→ 네트워크 토폴로지 (Topology), 망 구성 형태

유형	구조	장점	단점
성형 (Star)	중앙 장치(허브/스위치)에 1:1 연결	관리 쉬움, 한 노드 장애가 다른 노드에 영향 없음	중앙 장치 장애 시 전체 마비
버스형 (Bus)	하나의 공유 회선에 연결	구성 단순·저렴	충돌 증가, 회선 장애 시 전체, 종단 저항 필요
링형 (Ring)	인접 노드끼리 원형 연결, 토큰	규칙적 접근	한 노드·링크 장애가 전체에 영향
망형 (Mesh)	모든 노드 서로 연결	신뢰성·가용성 최고	비용·배선 복잡
트리형 (Tree)	계층적 분기	확장 용이	상위 노드 장애 영향 큼

 

완전 망형 회선 수 = n(n−1)/2 (예: 6대 → 15개, 직접 계산한 연습)

 

4-2. 네트워크 장비

장비	계층	동작
리피터 / 허브	1	신호 증폭·복제, 충돌 영역 공유
브리지 / L2 스위치	2	MAC 주소 테이블로 프레임 전달, 충돌 영역 분리
라우터 / L3 스위치	3	IP 주소로 경로 결정, 브로드캐스트 영역 분리
L4 스위치	4	포트·세션 기반 부하분산
게이트웨이	7	서로 다른 프로토콜 변환

 

4-3. IP 주소와 서브넷 계산

클래스	첫 옥텟	기본 마스크
A	1~126	255.0.0.0 (/8)
B	128~191	255.255.0.0 (/16)
C	192~223	255.255.255.0 (/24)

호스트 수 = 2^(호스트 비트) − 2     (네트워크 주소, 브로드캐스트 주소 제외)
서브넷 수 = 2^(빌린 비트)

 

연습 (직접 만든 문제, 기출 아님): 192.168.10.100/26 의 네트워크 주소, 브로드캐스트 주소, 사용 가능 호스트 수는?

/26 → 마스크 255.255.255.192, 블록 크기 64
네트워크: 192.168.10.64   브로드캐스트: 192.168.10.127
호스트: .65 ~ .126  = 2⁶ − 2 = 62개

사설 IP 대역: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16

---

5. 프로토콜 동작과 상호 연계 (6-2-2) ⭐⭐

5-1. 라우팅 프로토콜

구분	RIP	OSPF	BGP
방식	거리 벡터	링크 상태	경로 벡터
지표	홉 수 (최대 15)	비용(Cost)	AS 경로·정책
알고리즘	벨만-포드	다익스트라 (SPF)	정책 기반
범위	소규모 내부(IGP)	대규모 내부(IGP)	AS 간(EGP), 인터넷
수렴	느림	빠름	느림 (안정성 우선)

🔗 03편 연결: OSPF는 링크 상태 정보로 토폴로지 전체를 그린 뒤 다익스트라 알고리즘으로 최단 경로를 계산합니다.
03편에서 풀었던 그래프 최단 경로가 그대로 쓰입니다.

• 정적 라우팅: 관리자가 수동 설정 (소규모, 보안·예측 용이)
• 동적 라우팅: 프로토콜이 경로 자동 갱신 (대규모)

 

5-2. 흐름 제어와 오류 제어 ⭐⭐⭐

기출 (2026-1): 수신 측 상태에 맞추어 송신자가 전송 속도를 조절하도록 하는 통신 방법은? → 흐름 제어 (Flow Control)

구분	방식	설명
흐름 제어	정지-대기(Stop-and-Wait)	1프레임 보내고 ACK를 기다림, 단순·비효율
	슬라이딩 윈도우	ACK 오기 전에 윈도우 크기만큼 연속 전송, 효율↑ (TCP가 사용, 윈도우 = rwnd)
오류 제어	오류 검출	패리티, 체크섬, CRC
	ARQ (자동 재전송)	Stop-and-Wait ARQ, Go-Back-N, Selective Repeat

ARQ	재전송 범위	송신 윈도우 (n비트 번호)
Stop-and-Wait	해당 프레임	1
Go-Back-N	오류 프레임 이후 전부	2ⁿ − 1 이하
Selective Repeat	오류 프레임만	2ⁿ⁻¹ 이하

 

⚠️ 함정: 흐름 제어(수신 능력에 맞춤) ≠ 혼잡 제어(네트워크 상태에 맞춤). TCP는 둘 다 수행합니다.

 

5-3. 프로토콜 연계 동작 예시 — 브라우저에서 https://example.com 접속

① DNS 질의(UDP 53)       : example.com → IP 주소
② ARP                    : 게이트웨이 IP → MAC 주소 (같은 네트워크 내)
③ TCP 3-way handshake    : 80/443 포트 연결
④ TLS 핸드셰이크         : 암호화 협상 (HTTPS)
⑤ HTTP 요청/응답         : GET / → 200 OK
⑥ TCP 4-way 종료

 

각 단계가 OSI 어느 계층인지 말할 수 있으면 "프로토콜 상호 연계 동작" 문제에 대응됩니다.

---

6. 📌 구 범위 보충 — 에러 제어 방식 (해밍코드·패리티·CRC) ⭐⭐⭐

2026 신 출제기준(실기)에는 명시되지 않았지만 실기 기출에서 가장 자주 나온 데이터 통신 문제입니다

(A형 2016-1, 2017-1, 2017-3, 2020-3, 2021-1, 2021-3, 2023-3, 2024-1, 2025-1 등).

신 범위 개편 후에도 나올 가능성을 열어두고 풀이만 익혀 둡니다.

 

6-1. 해밍코드 (오류 검출 + 정정)

검사 비트 수: 2ʳ ≥ m + r + 1 (m: 데이터 비트, r: 검사 비트)

데이터 m	검사 비트 r	전체 비트
4	3	7
5	4	9
6	4	10

 

기출: 6비트 데이터의 해밍코드는 몇 비트? (A 2021-1) → 10비트 / 데이터 6비트일 때 최소 패리티 비트 수 (B 2016-04 Q7) → 4개

 

구성 방법 (짝수 패리티)

① 2의 거듭제곱 위치(1, 2, 4, 8)에 패리티 비트(P), 나머지에 데이터 배치
② P1은 위치 1,3,5,7,9…  / P2는 2,3,6,7,10,11… / P4는 4,5,6,7,12… / P8은 8~15…
③ 각 그룹의 1의 개수가 짝수가 되도록 P를 정함

 

 

기출 ① (A 2017-1) 1000 → 짝수 패리티 해밍 (7비트)

위치:  1  2  3  4  5  6  7
       P1 P2 d1 P4 d2 d3 d4   → d = 1,0,0,0
P1(1,3,5,7): 1,0,0 → 홀수 → P1=1
P2(2,3,6,7): 1,0,0 → 홀수 → P2=1
P4(4,5,6,7): 0,0,0 → 짝수 → P4=0
결과: 1 1 1 0 0 0 0  =  1110000

 

 

기출 ② (A 2025-1, 2021-3 등) 11011 → 짝수 패리티 해밍 (9비트)

위치:  1  2  3  4  5  6  7  8  9
       P1 P2 d  P4 d  d  d  P8 d    d = 1,1,0,1,1
P1(1,3,5,7,9): 1,1,1,1 → 4개 짝수 → 0
P2(2,3,6,7)  : 1,0,1   → 2개 짝수 → 0
P4(4,5,6,7)  : 1,0,1   → 2개 짝수 → 0
P8(8,9)      : 1       → 홀수     → 1
결과: 0 0 1 0 1 0 1 1 1  =  001010111

 

기출 ③ (A 2017-3) 10110 → 011001100 (같은 방법: P1=0, P2=1, P4=0, P8=0)

 

기출 ④ (A 2021-3 복원 2안) [P1 P2 1 P4 0 1 1 P8 0] → P1=0, P2=1, P4=0, P8=0

 

기출 ⑤ (A 2024-1) 수신한 짝수 패리티 해밍코드 1110100의 오류 정정

위치: 1 2 3 4 5 6 7  = 1 1 1 0 1 0 0
C1(1,3,5,7): 1,1,1,0 → 홀수 → 1
C2(2,3,6,7): 1,1,0,0 → 짝수 → 0
C4(4,5,6,7): 0,1,0,0 → 홀수 → 1
신드롬 C4C2C1 = 101₂ = 5 → 5번째 비트 오류 → 반전
정정 결과: 1110000

 

6-2. 패리티와 CRC

방식	특징
방식	특징
단순 패리티	1비트 추가, 홀수 개 비트 오류만 검출, 짝수 개 오류는 놓침
2차원 패리티 (수평+수직)	행·열 패리티를 함께 사용, 1비트 오류 위치 파악·정정 가능. 용어: 블록 합 검사(BSC), VRC(수직)·LRC(수평)
체크섬	데이터 합으로 검출 (IP/TCP/UDP 헤더)
CRC	생성 다항식으로 나눈 나머지를 FCS로 전송, 집단(Burst) 오류에 강함, 검출 전용

 

기출 (A 2024-3): 수평 패리티와 수직 패리티를 조합하여 오류를 검출하는 기법은? → 2차원 패리티 검사 (블록 합 검사)

기출 (A 2025-3): CRC에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

ㄱ. 다항식 나눗셈을 이용 

ㄴ. 집단 오류 검출 우수 

ㄷ. 송수신 동일한 생성 다항식 사용 

ㄹ. 오류 정정도 가능 

ㅁ. 단순 패리티보다 검출 능력 우수

→ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㅁ (ㄹ은 오답: CRC는 검출만 가능, 정정 가능한 대표는 해밍코드)

---

7. 기출·예상 Q&A 모음

Q1. 수신 측 상태에 맞춰 송신 속도를 조절하는 통신 방법은? (2026-1)
A. 흐름 제어.

 

Q2. 통신망에서 장치와 통신 채널의 연결 형태를 나타내는 용어는? (2016-1, 2020 통합, 2024-1·3)
A. 네트워크 토폴로지.

 

Q3. TCP 연결 설정 절차를 순서대로 쓰시오. (예상)
A. SYN → SYN+ACK → ACK (3-way handshake).

 

Q4. 6비트 데이터의 해밍코드 전체 비트와 검사 비트 수는? (2021-1, B 2016-04)
A. 전체 10비트, 검사 비트 4개.

 

Q5. 5비트 정보 11011의 짝수 패리티 해밍코드는? (2025-1 외)
A. 001010111.

 

Q6. 수평·수직 패리티를 함께 쓰는 오류 검출 기법은? (2024-3)
A. 2차원 패리티 검사 (블록 합 검사).

 

Q7. 링크 상태 방식이며 다익스트라를 사용하는 라우팅 프로토콜은? (예상)
A. OSPF.

 

Q8. UDP 헤더 크기와 필드를 쓰시오. (예상)
A. 8바이트: 출발지 포트, 목적지 포트, 길이, 체크섬.

---

8. ⚠️ 함정 패턴 정리

1. PDU 이름: 전송=세그먼트, 네트워크=패킷, 데이터링크=프레임 — 계층과 짝지어 외우기
2. ARP = IP→MAC (RARP는 반대)
3. 서브넷 호스트 수 = 2ʰ − 2 (네트워크·브로드캐스트 제외)
4. TCP 헤더 20B / UDP 헤더 8B
5. SYN+ACK의 ack 번호 = 클라이언트 seq + 1
6. RIP(거리 벡터, 홉 15) ↔ OSPF(링크 상태, 다익스트라) ↔ BGP(경로 벡터, AS 간)
7. 흐름 제어 ↔ 혼잡 제어 — 수신 능력 vs 네트워크 상태
8. CRC는 검출 전용, 정정은 해밍코드
9. 해밍코드 위치 번호는 1부터 시작하고, 패리티는 1·2·4·8 위치
10. 해밍 검사 비트 수 공식 2ʳ ≥ m + r + 1에서 5비트는 r = 4 (r = 3이면 8 < 9)

---

9. 💡 실무에서는?

• 패킷 분석은 장애 대응의 기본 도구입니다. tcpdump -i eth0 'tcp[tcpflags] & tcp-syn != 0' 로 SYN 패킷만 보고, Wireshark 필터 tcp.flags.syn==1 && tcp.flags.ack==0 로 연결 시도를 확인합니다. SYN 이후 응답이 없으면 방화벽·ACL, RST면 서비스 미기동·포트 차단입니다. 이 한 가지가 3-way handshake 이해의 실무 버전입니다.
• 보안 시스템 구축 관점: 방화벽은 L3/L4(IP·포트), WAF는 L7, IPS는 패킷 payload 검사입니다. OSI 계층별로 어떤 장비·정책이 어디를 막는지 설명할 수 있어야 아키텍처 설계 시 중복·공백이 없습니다. SYN Flood는 3-way handshake의 반연결(half-open) 상태를 악용하는 공격이고, SYN Cookie로 완화합니다.
• MTU/단편화: VPN·터널링 환경에서 MTU(1500)에 터널 헤더가 더해져 패킷이 커지면 단편화·드롭이 생깁니다. ping -M do -s 1472 로 경로 MTU를 확인하고 MSS clamping으로 조정합니다.
• 토폴로지·이중화 설계: 데이터센터 스위치 계층(코어-디스트리뷰션-액세스)은 트리형, 이중화 링크·LACP·스패닝 트리는 메시형의 보완입니다. 성형의 중앙 장치(코어 스위치) 단일 장애점을 이중화로 제거하는 것이 기본 설계 원칙입니다.
• 라우팅: 내부망은 OSPF, 데이터센터 간·인터넷 연동은 BGP가 일반적입니다. OSPF 비용(Cost)은 대역폭 기반이므로 링크 속도를 올리면 기준 대역폭(reference bandwidth) 설정도 같이 점검해야 합니다.
• 오류 제어: Ethernet FCS(CRC-32)가 깨진 프레임은 스위치 포트 CRC error 카운터로 보입니다. 케이블 불량·듀플렉스 불일치의 신호이므로 장애 분석 시 가장 먼저 보는 항목 중 하나입니다. 스토리지의 ECC 메모리는 해밍 계열 오류 정정 원리의 응용입니다.

---

10. 핵심 정리

✅ OSI: 물-데-네-전-세-표-응 / PDU: 비트-프레임-패킷-세그먼트
✅ TCP/IP 4계층: 네트워크 접근 / 인터넷 / 전송 / 응용
✅ TCP = 연결형·신뢰성·20B / UDP = 비연결형·8B
✅ 3-way: SYN → SYN+ACK → ACK / 종료: FIN-ACK-FIN-ACK
✅ IP 프로토콜 번호: ICMP 1 / TCP 6 / UDP 17
✅ MAC 6B / MTU 1500B / ARP: IP→MAC
✅ 호스트 수 = 2ʰ − 2
✅ 토폴로지: 성형(중앙 장애) / 버스(공유) / 링(토큰) / 망(최고 신뢰) / 트리
✅ RIP 거리 벡터 / OSPF 링크 상태(다익스트라) / BGP 경로 벡터(AS 간)
✅ 흐름 제어(수신 능력) vs 혼잡 제어(네트워크 상태)
✅ ARQ: Stop-and-Wait / Go-Back-N / Selective Repeat
✅ 해밍: 2ʳ ≥ m + r + 1, 패리티 위치 1·2·4·8, CRC는 검출 전용
✅ 2차원 패리티 = 블록 합 검사 (VRC + LRC)

---

11. 다음 편 예고

다음 편(08편)은 프로그래밍 언어 활용 입니다.

C언어 기본 문법과 배열·포인터, 구조체·공용체, 객체지향 개념, 스크립트 언어까지 코드 출력 예측 중심으로 정리합니다!

 

궁금한 점은 댓글로 남겨주세요!