# 1단원. 네트워크 기초와 계층 모델

> 대상: 전공자 · 정보처리기사 취득자 | 목적: 인프라 직무(네트워크·클라우드·시스템·보안) 기술 면접 대비
> 중요도: ★★★ 최빈출 · ★★ 자주 출제 · ★ 기본 개념

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## Q1. OSI 7계층을 각 계층의 역할과 함께 설명하세요. ★★★

**답안**
① **물리 계층**: 비트를 전기·광 신호로 변환해 전송(케이블, 허브). ② **데이터링크 계층**: 같은 네트워크 내 프레임 전달, MAC 주소 기반, 오류 검출(스위치, 이더넷). ③ **네트워크 계층**: 서로 다른 네트워크 간 패킷 라우팅, IP 주소 기반(라우터). ④ **전송 계층**: 종단 간(end-to-end) 신뢰성 있는 전달, 포트 번호로 프로세스 구분(TCP/UDP). ⑤ **세션 계층**: 통신 세션의 수립·유지·종료. ⑥ **표현 계층**: 데이터 형식 변환, 암호화, 압축. ⑦ **응용 계층**: 사용자에게 서비스 제공(HTTP, DNS, SMTP). 면접에서는 "각 계층의 대표 장비와 프로토콜, PDU(비트-프레임-패킷-세그먼트)"까지 이어서 묻는 경우가 많습니다.

**관련 개념**
PDU(비트/프레임/패킷/세그먼트), 계층별 장비(허브/스위치/라우터), 계층별 주소(MAC/IP/포트)

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## Q2. OSI 7계층과 TCP/IP 4계층 모델의 차이는 무엇인가요? ★★★

**답안**
OSI 7계층은 ISO가 만든 **이론적 참조 모델**이고, TCP/IP 4계층은 실제 인터넷 구현에서 나온 **실용 모델**입니다. TCP/IP 모델은 네트워크 액세스(물리+데이터링크), 인터넷(네트워크), 전송, 응용(세션+표현+응용)으로 OSI를 압축합니다. OSI는 문제 진단과 표준화 논의의 공통 언어로 쓰이고("L4 스위치", "L7 장애" 같은 표현), 실제 프로토콜 스택은 TCP/IP를 따릅니다. 세션·표현 계층의 기능은 실무에서 대부분 응용 계층(TLS, 직렬화 라이브러리)에 흡수되어 있습니다.

**관련 개념**
참조 모델 vs 구현 모델, 계층 매핑, L4/L7 용어의 어원

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## Q3. 캡슐화와 역캡슐화 과정을 설명하세요. ★★★

**답안**
송신 측에서 데이터가 계층을 내려가며 각 계층의 **헤더가 덧붙는** 과정이 캡슐화입니다. 응용 데이터에 TCP 헤더(포트)가 붙어 세그먼트가 되고, IP 헤더(IP 주소)가 붙어 패킷이 되고, 이더넷 헤더(MAC 주소)와 트레일러가 붙어 프레임이 되어 비트로 전송됩니다. 수신 측은 역순으로 각 계층이 자기 헤더를 **떼어 해석하며 위로 올리는** 역캡슐화를 수행합니다. 핵심은 각 계층이 자기 계층 헤더만 보고 판단하며 상위 데이터를 그대로 페이로드로 취급한다는 것으로, 이 독립성 덕분에 계층별 교체·발전이 가능합니다.

**관련 개념**
헤더/페이로드/트레일러, 계층 독립성, MTU와 헤더 오버헤드

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## Q4. 회선 교환과 패킷 교환의 차이를 설명하세요. ★★

**답안**
**회선 교환**은 통신 전에 전용 경로를 설정하고 통신 내내 그 회선을 독점합니다(전통 전화망). 대역폭이 보장되고 지연이 일정하지만, 침묵 구간에도 자원이 낭비되고 회선 수립 시간이 필요합니다. **패킷 교환**은 데이터를 패킷으로 쪼개 각 패킷이 독립적으로 경로를 찾아가며, 링크를 여러 통신이 통계적으로 공유합니다(인터넷). 자원 효율이 높고 장애 우회가 가능하지만, 혼잡 시 지연·손실이 발생하고 순서가 뒤바뀔 수 있습니다. 인터넷이 패킷 교환을 채택했기에 TCP 같은 신뢰성 계층이 필요해졌습니다.

**관련 개념**
전용 회선, 통계적 다중화, 데이터그램 vs 가상 회선, QoS

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## Q5. 단위와 지표: 대역폭, 처리량, 지연시간, RTT, 지터의 차이는? ★★★

**답안**
**대역폭(bandwidth)**은 링크가 이론적으로 전송할 수 있는 초당 비트 수(용량)입니다. **처리량(throughput)**은 실제로 전달된 데이터율로, 혼잡·손실·프로토콜 오버헤드 때문에 대역폭보다 작습니다. **지연시간(latency)**은 패킷이 출발지에서 목적지까지 가는 시간으로 전파·전송·처리·큐잉 지연의 합입니다. **RTT**는 왕복 시간으로 ping이 측정하는 값입니다. **지터(jitter)**는 지연의 변동 폭으로 실시간 음성·영상 품질에 치명적입니다. "대역폭이 큰데 왜 느리냐"는 질문에 지연시간(특히 RTT)과 대역폭은 별개 축임을 설명할 수 있어야 합니다. 예로 위성 링크는 대역폭이 커도 RTT가 수백 ms입니다.

**관련 개념**
4가지 지연 요소, BDP(대역폭-지연 곱), ping/iperf, bps vs Bps

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## Q6. 유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트의 차이는? ★★

**답안**
**유니캐스트**는 1:1 전송(일반 통신). **브로드캐스트**는 같은 네트워크(브로드캐스트 도메인) 내 전체에게 전송하며 ARP 요청, DHCP Discover가 대표적입니다. 라우터는 브로드캐스트를 차단하므로 서브넷을 넘지 못합니다. **멀티캐스트**는 특정 그룹 가입자에게만 전송(IPTV, OSPF의 224.0.0.5, IGMP로 그룹 관리). **애니캐스트**는 같은 주소를 여러 노드에 부여하고 라우팅이 **가장 가까운 노드**로 전달하는 방식으로, 글로벌 DNS 루트 서버와 CDN, 구글 8.8.8.8이 활용합니다. IPv6는 브로드캐스트가 없고 멀티캐스트로 대체했다는 점도 언급하면 좋습니다.

**관련 개념**
브로드캐스트 도메인, IGMP, 애니캐스트 DNS, IPv6의 브로드캐스트 부재

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## Q7. 웹 브라우저에 www.google.com을 입력하면 일어나는 일을 설명하세요. ★★★

**답안**
네트워크 전 계층을 관통하는 종합 문제입니다. ① 브라우저·OS 캐시에서 DNS 확인, 없으면 DNS 리졸버에 질의해 IP 획득(재귀적 질의: 루트→TLD→권한 서버). ② TCP 3-way 핸드셰이크로 서버 443 포트에 연결. ③ TLS 핸드셰이크(인증서 검증, 키 교환)로 암호화 채널 수립. ④ HTTP 요청 전송, 서버(실제로는 로드밸런서→웹 서버→WAS→DB)가 응답. ⑤ 브라우저가 HTML 파싱, 추가 리소스(CSS/JS/이미지)를 병렬 요청, 렌더링. 이 과정에서 하위로는 ARP로 게이트웨이 MAC을 알아내고, NAT를 거치고, 각 라우터가 홉마다 라우팅합니다. 지원 직무에 따라 DNS·TCP·TLS 중 깊게 파고들 부분을 조절해 답하는 것이 요령입니다.

**관련 개념**
DNS 재귀/반복 질의, 3-way 핸드셰이크, TLS, ARP, NAT, 렌더링 파이프라인

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## Q8. 인캡슐레이션 관점에서 스위치, 라우터, L4/L7 스위치는 각각 어디까지 보나요? ★★

**답안**
**L2 스위치**는 이더넷 프레임의 MAC 주소까지만 보고 포워딩합니다. **라우터(L3)**는 IP 헤더의 목적지 주소를 보고 라우팅합니다. **L4 스위치(로드밸런서)**는 TCP/UDP 포트와 세션 정보까지 보고 서버로 분산합니다. **L7 스위치(ALB, 리버스 프록시)**는 HTTP 헤더·URL·쿠키 등 응용 데이터까지 해석해 경로 기반 라우팅, 콘텐츠 기반 분기를 수행합니다. 위 계층을 볼수록 지능적인 처리가 가능하지만 그만큼 처리 비용이 커집니다. 클라우드에서는 AWS의 NLB(L4)와 ALB(L7) 선택 기준으로 자주 출제됩니다.

**관련 개념**
포워딩 vs 라우팅, NLB vs ALB, 리버스 프록시, DPI

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## Q9. 표준화 기구와 RFC란 무엇인가요? ★

**답안**
인터넷 프로토콜 표준은 **IETF**가 **RFC** 문서로 관리합니다(TCP=RFC 9293, HTTP/1.1=RFC 9112 등). IEEE는 이더넷(802.3), 무선랜(802.11) 등 하위 계층 표준을, ISO는 OSI 모델을, ITU-T는 통신 인프라 표준을 담당합니다. IANA/ICANN은 IP 주소와 도메인, 포트 번호 할당을 관리합니다. 면접에서 직접 묻는 빈도는 낮지만 "well-known 포트는 누가 정하나" 같은 질문의 배경 지식이 됩니다.

**관련 개념**
IETF/RFC, IEEE 802 시리즈, IANA(포트·주소 할당), well-known 포트(0-1023)

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## Q10. 네트워크 토폴로지(성형, 버스형, 링형, 메시형)의 특징을 비교하세요. ★

**답안**
**성형(star)**은 중앙 장비(스위치)에 모든 노드가 연결됩니다. 관리가 쉽고 한 링크 장애가 국소적이지만 중앙 장비가 단일 장애점(SPOF)입니다. 현대 LAN의 표준입니다. **버스형**은 하나의 공유 매체에 모두 연결(초기 이더넷)되어 저렴하지만 충돌과 매체 장애에 취약해 사라졌습니다. **링형**은 토큰 패싱으로 충돌이 없지만 한 노드 장애가 전체에 영향을 줄 수 있습니다. **메시형**은 노드 간 다중 연결로 내결함성이 최고이며, 데이터센터의 스파인-리프 구조나 백본망이 부분 메시입니다. 실무 질문은 "데이터센터는 왜 스파인-리프인가"(동서 트래픽 증가, 균일한 홉 수)로 이어질 수 있습니다.

**관련 개념**
SPOF, 스파인-리프, 동서/남북 트래픽, 이중화

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