컴퓨터시스템기사 필기 12 — 네트워크 프로토콜 분석 (OSI 7계층·TCP-IP·라우팅)

4과목 [4-2] 네트워크 프로토콜 분석 파트입니다.
OSI 7계층별 프로토콜, TCP/UDP 특징, 라우팅 프로토콜은 매 회차 출제돼요.

OSI 7계층 ⭐⭐⭐

계층	이름	데이터 단위	대표 프로토콜/장비
7	응용(Application)	메시지	HTTP, FTP, SMTP, DNS, TELNET
6	표현(Presentation)	메시지	JPEG, MPEG, ASCII
5	세션(Session)	메시지	NetBIOS, RPC
4	전송(Transport)	세그먼트	TCP, UDP
3	네트워크(Network)	패킷	IP, ICMP, ARP, RIP, OSPF
2	데이터링크(Data Link)	프레임	Ethernet, PPP, LLC
1	물리(Physical)	비트	케이블, 허브, 리피터

계층별 장비:

1계층: 리피터, 허브
2계층: 브리지, 스위치
3계층: 라우터
전계층: 게이트웨이

기출 문제

Q. OSI 7계층에서 IP 프로토콜이 속하는 계층은?

A. 3계층 (네트워크 계층)

TCP/IP 4계층 ⭐

응용 계층    (Application)  — HTTP, FTP, DNS
전송 계층    (Transport)    — TCP, UDP
인터넷 계층  (Internet)     — IP, ICMP, ARP
네트워크 계층 (Network Access) — Ethernet

TCP vs UDP ⭐⭐⭐

구분	TCP	UDP
연결 방식	연결 지향	비연결형
신뢰성	보장 (순서·재전송)	보장 안 함
헤더	복잡 (20바이트 이상)	단순 (8바이트)
속도	느림	빠름
용도	HTTP, FTP, 이메일	DNS, 스트리밍, VoIP

TCP 3-way Handshake:

클라이언트 → 서버: SYN
서버 → 클라이언트: SYN+ACK
클라이언트 → 서버: ACK

TCP 4-way Handshake (연결 종료):

FIN → ACK → FIN → ACK

IPv4 주소 체계 ⭐⭐

클래스 분류:

A 클래스: 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 (대형 네트워크)
B 클래스: 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 (중형 네트워크)
C 클래스: 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 (소형 네트워크)
D 클래스: 멀티캐스트
E 클래스: 연구용 예약

서브넷마스크 계산:

IP 주소 AND 서브넷마스크 = 네트워크 주소
호스트 수 = 2ⁿ - 2 (n: 호스트 비트 수)
  (-2: 네트워크 주소 + 브로드캐스트 주소 제외)

예: 192.168.1.0/24 → 호스트 수 = 2⁸ - 2 = 254

기출 문제

Q. 192.168.10.0/26 네트워크의 최대 호스트 수는?

A. /26 → 호스트 비트 = 6개 → 2⁶ - 2 = 62개

라우팅 프로토콜 ⭐⭐

RIP (Routing Information Protocol)
  → 거리 벡터 방식
  → 홉 카운트로 경로 결정 (최대 15홉)
  → RFC 1058 표준
  → 소규모 네트워크에 적합

OSPF (Open Shortest Path First)
  → 링크 상태 방식
  → 다익스트라 알고리즘
  → 대규모 네트워크에 적합

BGP (Border Gateway Protocol)
  → 인터넷 AS 간 경로 교환
  → 경로 벡터 방식

기출 문제

Q. RFC-1058 인터넷 표준 라우팅 프로토콜은?

A. RIP

주요 프로토콜 ⭐

ARP  — IP 주소 → MAC 주소 변환
RARP — MAC 주소 → IP 주소 변환
ICMP — 오류 보고 및 진단 (ping이 사용)
DHCP — IP 주소 자동 할당
DNS  — 도메인 → IP 주소 변환

NAT  — 사설 IP ↔ 공인 IP 변환
VLAN — 논리적으로 LAN 분리

네트워크 장비 ⭐

허브(Hub)     — 1계층, 브로드캐스트
스위치(Switch) — 2계층, MAC 주소 기반 전달
라우터(Router) — 3계층, IP 주소 기반 경로 선택
게이트웨이     — 전계층, 다른 프로토콜 간 변환

L3 스위치 — 라우팅 기능을 가진 스위치

QoS (Quality of Service)

QoS 관련 프로토콜: RSVP / MPLS / RTCP
⚠️ IGMP = 멀티캐스트 그룹 관리 (QoS 아님!)

💡 실무에서는?

20년 인프라 아키텍트로 OSPF/BGP는 실무에서 매일 다루는 프로토콜이에요. 보안 SI에서는 VLAN으로 네트워크를 분리하고, 방화벽을 레이어 3~4에 배치하는 게 기본 설계예요. NAT는 사설망 환경에서 필수이고, DHCP 서버와 DNS 서버는 인프라의 핵심 서비스예요.

핵심 정리

✅ OSI 3계층=IP / 4계층=TCP·UDP
✅ 1계층=허브·리피터 / 2계층=브리지·스위치 / 3계층=라우터
✅ TCP=연결지향/신뢰성 / UDP=비연결/빠름
✅ 3-way Handshake: SYN→SYN+ACK→ACK
✅ A클래스: 0~127 / B: 128~191 / C: 192~223
✅ 서브넷 호스트 수 = 2ⁿ - 2
✅ RIP=거리벡터/최대15홉/RFC1058
✅ OSPF=링크상태/다익스트라/대규모
✅ ARP=IP→MAC / RARP=MAC→IP
✅ IGMP=QoS 아님! (멀티캐스트 그룹관리)

다음 편에서는 데이터전송 및 제어 — 변조방식·ARQ·해밍코드로 이어갑니다!

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