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안동민 개발노트

3장 : 네트워크보안

네트워크 기초와 OSI 7계층

3장 1절부터는 두 번째 과목인 네트워크보안을 다룹니다.

3장 1절부터는 두 번째 과목인 네트워크보안을 다룹니다.

시스템보안이 “서버와 운영체제를 지키는 과목”이었다면, 네트워크보안은 데이터가 이동하는 길을 지키는 과목입니다.

내 PC → 공유기 → 인터넷 → 방화벽 → 웹 서버 → DB 서버

이 흐름에서 공격자는 데이터를 훔쳐보거나, 속이거나, 가로채거나, 서비스를 마비시킬 수 있습니다.
그래서 네트워크보안에서는 통신 구조, 프로토콜, 장비, 공격기법, 방어기술을 배웁니다.


학습 목표

이번 절의 학습 후 다음 질문에 답할 수 있어야 한다.

질문목표
네트워크란 무엇인가?장비들이 데이터를 주고받는 연결 구조라고 설명 가능
OSI 7계층은 왜 배우는가?통신 과정을 계층별로 이해하고 공격 위치를 구분하기 위해
각 계층의 핵심 역할은?물리, 데이터링크, 네트워크, 전송, 세션, 표현, 응용 계층 구분
TCP/IP 4계층은 무엇인가?실제 인터넷 구조를 4계층으로 설명 가능
캡슐화란 무엇인가?데이터에 계층별 헤더가 붙는 과정이라고 설명 가능
IP와 MAC의 차이는?IP는 논리 주소, MAC은 물리 주소
ARP는 무엇인가?IP 주소를 MAC 주소로 변환하는 프로토콜
TCP와 UDP 차이는?TCP는 신뢰성, UDP는 속도와 단순성 중심
포트 번호는 무엇인가?한 장비 안에서 서비스를 구분하는 번호

네트워크보안의 큰 그림

네트워크보안은 아래 질문을 다루는 과목입니다.

데이터가 어떻게 이동하는가?
어떤 프로토콜이 사용되는가?
어디에서 공격이 발생하는가?
어떤 장비로 막을 수 있는가?
어떤 로그와 패킷을 분석해야 하는가?

사용자가 웹사이트에 접속하는 상황을 예로 들면 다음과 같다.

1. 사용자가 브라우저에 주소를 입력한다.
2. DNS가 도메인 이름을 IP 주소로 변환한다.
3. 사용자의 PC가 서버 IP로 접속한다.
4. TCP 연결이 생성된다.
5. HTTPS로 암호화된 웹 요청이 전송된다.
6. 서버가 응답을 보낸다.

이 과정에서 나오는 핵심 키워드는 다음입니다.

DNS
IP
MAC
ARP
TCP
UDP
포트
HTTP
HTTPS
TLS
라우터
스위치
방화벽
IDS/IPS

이번 절에서는 공격기법보다 먼저, 이 통신 구조를 이해하는 것이 목표입니다.


네트워크란?

네트워크는 컴퓨터, 서버, 스마트폰, 라우터, 스위치 같은 장비들이 서로 데이터를 주고받을 수 있도록 연결된 구조입니다.

핵심 의미는 다음과 같다.

네트워크 = 장비들이 서로 통신하는 연결망

예시는 다음과 같습니다.

네트워크설명
LAN사무실, 집 내부의 가까운 네트워크
WAN넓은 지역을 연결하는 네트워크
인터넷전 세계 네트워크가 연결된 거대한 네트워크
무선 LANWi-Fi 기반 네트워크
VPN암호화된 가상 사설망

정보보안기사에서는 특히 LAN, WAN, 인터넷, VPN 정도를 자주 보게 됩니다.


네트워크 통신의 기본 구성요소

네트워크 통신에는 여러 요소가 필요합니다.

요소의미
호스트통신에 참여하는 장비, PC나 서버
클라이언트요청을 보내는 쪽
서버요청을 처리하고 응답하는 쪽
프로토콜통신 규칙
IP 주소네트워크에서 장비를 찾는 논리 주소
MAC 주소장비의 물리 주소
포트 번호한 장비 안의 서비스를 구분하는 번호
패킷네트워크로 전송되는 데이터 단위

예를 들어 웹 접속은 이렇게 볼 수 있습니다.

클라이언트: 내 PC
서버: 웹 서버
프로토콜: HTTPS
서버 IP: 203.0.113.10
포트: 443
데이터 단위: 패킷

프로토콜이란?

프로토콜은 통신을 하기 위한 약속 또는 규칙입니다.

사람이 대화할 때 언어와 예절이 필요하듯이, 컴퓨터끼리 통신할 때도 규칙이 필요합니다.

프로토콜 = 컴퓨터끼리 데이터를 주고받기 위한 규칙

대표적인 프로토콜은 다음과 같습니다.

프로토콜역할
HTTP웹 통신
HTTPS암호화된 웹 통신
DNS도메인 이름을 IP 주소로 변환
ARPIP 주소를 MAC 주소로 변환
TCP신뢰성 있는 전송
UDP빠르고 단순한 전송
IP목적지까지 패킷 전달
ICMP네트워크 진단, ping
SMTP메일 송신
SSH암호화된 원격 접속

시험에서는 프로토콜별 역할을 자주 묻습니다.


OSI 7계층을 배우는 이유

OSI 7계층은 네트워크 통신 과정을 7개 계층으로 나눈 모델입니다.

7계층 응용 계층
6계층 표현 계층
5계층 세션 계층
4계층 전송 계층
3계층 네트워크 계층
2계층 데이터링크 계층
1계층 물리 계층

처음에는 복잡해 보이지만, 목적은 단순합니다.

통신 과정을 역할별로 나누어 이해하기 위해

보안에서는 OSI 7계층이 특히 중요합니다.
왜냐하면 공격과 보안장비를 계층별로 구분할 수 있기 때문입니다.

예시관련 계층
케이블 단선1계층
MAC 주소 위조2계층
IP Spoofing3계층
TCP SYN Flooding4계층
세션 하이재킹5계층 또는 4~7계층 맥락
암호화 형식 문제6계층
SQL Injection, XSS7계층

OSI 7계층 전체 표

계층이름핵심 역할대표 예시
7응용 계층사용자와 가까운 서비스 제공HTTP, FTP, SMTP, DNS
6표현 계층데이터 표현, 인코딩, 암호화, 압축SSL/TLS 일부 기능, 인코딩
5세션 계층세션 연결, 유지, 종료세션 관리
4전송 계층종단 간 전송, 포트, 신뢰성TCP, UDP
3네트워크 계층IP 주소 기반 경로 결정IP, ICMP, 라우터
2데이터링크 계층MAC 주소 기반 같은 네트워크 내 전송Ethernet, 스위치, ARP
1물리 계층전기·광 신호, 케이블, 비트 전송케이블, 허브, 리피터

암기 순서는 아래처럼 외우면 됩니다.

물리 → 데이터링크 → 네트워크 → 전송 → 세션 → 표현 → 응용
또는 위에서 아래로
응용 → 표현 → 세션 → 전송 → 네트워크 → 데이터링크 → 물리

시험에서는 아래 네 계층이 특히 중요합니다.

2계층 데이터링크
3계층 네트워크
4계층 전송
7계층 응용

1계층: 물리 계층

물리 계층은 데이터를 전기 신호, 광 신호, 전파 등으로 실제 전송하는 계층입니다.

핵심 키워드는 다음입니다.

비트
케이블
전기 신호
광 신호
허브
리피터

예를 들어 랜 케이블이 뽑히면 물리 계층 문제입니다.

항목설명
데이터 단위비트
장비허브, 리피터
장애 예시케이블 단선, 포트 불량
보안 이슈도청, 물리적 접근, 장비 훼손

시험에서는 깊게 나오지 않지만, 물리 계층은 실제 신호 전송을 담당한다고 기억하면 됩니다.

1계층 = 신호와 케이블

2계층: 데이터링크 계층

데이터링크 계층은 같은 네트워크 안에서 MAC 주소를 이용해 데이터를 전달하는 계층입니다.

핵심 키워드는 다음입니다.

MAC 주소
프레임
스위치
브리지
Ethernet
ARP

2계층의 역할

역할설명
같은 네트워크 내 통신동일 LAN 안에서 장비 간 데이터 전달
MAC 주소 사용물리 주소 기반 통신
프레임 전송2계층 데이터 단위
오류 검출기본적인 프레임 오류 확인

2계층에서 중요한 장비는 스위치입니다.

스위치 = MAC 주소를 보고 같은 네트워크 안에서 프레임을 전달하는 장비

보안 공격으로는 다음이 연결됩니다.

공격설명
ARP Spoofing거짓 ARP 응답으로 MAC 주소 정보를 속임
MAC Flooding스위치의 MAC 테이블을 혼란시킴
스니핑네트워크 트래픽을 몰래 엿봄

이번 절에서는 공격을 깊게 보지 않고, 계층 연결만 기억하면 됩니다.

2계층 = MAC 주소, 스위치, 프레임

3계층: 네트워크 계층

네트워크 계층은 IP 주소를 이용해 목적지까지 데이터를 전달하는 계층입니다.

핵심 키워드는 다음입니다.

IP 주소
패킷
라우터
라우팅
ICMP

3계층의 역할

역할설명
IP 주소 기반 전달목적지 IP 주소를 보고 패킷 전달
라우팅목적지까지 갈 경로 결정
네트워크 간 연결서로 다른 네트워크를 연결
패킷 전송3계층 데이터 단위

3계층의 대표 장비는 라우터입니다.

라우터 = IP 주소를 보고 서로 다른 네트워크 간 패킷을 전달하는 장비

보안 공격으로는 다음이 연결됩니다.

공격설명
IP Spoofing출발지 IP 주소를 위조
ICMP 공격ping, ICMP를 악용한 공격
라우팅 공격잘못된 경로로 트래픽 유도

시험식 핵심은 다음입니다.

3계층 = IP 주소, 라우터, 패킷

4계층: 전송 계층

전송 계층은 출발지와 목적지 프로그램 간의 데이터 전송을 담당하는 계층입니다.

핵심 키워드는 다음입니다.

TCP
UDP
포트 번호
세그먼트
데이터그램
신뢰성
흐름 제어
오류 제어

4계층에서는 IP 주소뿐 아니라 포트 번호가 중요합니다.

예를 들어 웹 서버 하나에서 여러 서비스가 동작할 수 있습니다.

서비스포트
SSH22
HTTP80
HTTPS443
DB3306, 5432 등

IP가 서버를 찾는 주소라면, 포트는 서버 안의 서비스를 찾는 번호입니다.

IP 주소 = 건물 주소
포트 번호 = 방 번호

4계층의 대표 프로토콜은 TCP와 UDP입니다.

구분TCPUDP
방식연결 지향비연결 지향
신뢰성높음낮음
속도상대적으로 느림빠름
순서 보장보장보장하지 않음
재전송있음기본적으로 없음
예시HTTP, HTTPS, SSH, FTPDNS, VoIP, 일부 스트리밍

시험식 핵심은 다음입니다.

4계층 = TCP, UDP, 포트 번호

5계층: 세션 계층

세션 계층은 통신 세션을 설정, 유지, 종료하는 역할을 합니다.

세션은 핵심적으로 “연결 상태”입니다.

예를 들어 로그인 후 서비스를 계속 이용하는 상황을 생각하면 됩니다.

로그인
→ 세션 생성
→ 요청마다 세션 유지
→ 로그아웃 시 세션 종료

시험에서 세션 계층은 2, 3, 4, 7계층만큼 자주 세부적으로 나오지는 않습니다.
하지만 세션 하이재킹 같은 공격과 연결될 수 있습니다.

세션 하이재킹 = 정상 사용자의 세션을 공격자가 가로채는 공격

핵심은 다음입니다.

5계층 = 세션 연결, 유지, 종료

6계층: 표현 계층

표현 계층은 데이터의 표현 방식, 변환, 인코딩, 암호화, 압축과 관련됩니다.

예를 들어 서로 다른 시스템이 데이터를 이해할 수 있도록 형식을 맞춥니다.

핵심 키워드는 다음입니다.

인코딩
디코딩
암호화
복호화
압축
문자 코드

예시는 다음과 같습니다.

기능설명
인코딩데이터를 특정 형식으로 변환
암호화데이터를 알아볼 수 없게 변환
압축데이터 크기 축소

시험식 핵심은 다음입니다.

6계층 = 데이터 표현, 암호화, 압축

7계층: 응용 계층

응용 계층은 사용자와 가장 가까운 네트워크 서비스 계층입니다.

대표 프로토콜은 다음과 같습니다.

프로토콜역할
HTTP웹 통신
HTTPS암호화된 웹 통신
FTP파일 전송
SMTP메일 송신
POP3메일 수신
IMAP메일 수신
DNS도메인 이름 변환
SSH원격 접속
Telnet평문 원격 접속

응용 계층에서는 웹보안 공격이 많이 발생합니다.

공격설명
SQL InjectionDB 쿼리 조작
XSS악성 스크립트 실행
CSRF요청 위조
파일 업로드 취약점악성 파일 업로드
인증 우회로그인·권한 검증 우회

시험식 핵심은 다음입니다.

7계층 = HTTP, DNS, FTP, SMTP 같은 사용자 서비스

OSI 7계층 암기표

아래 표는 반드시 익숙해져야 합니다.

계층이름주소/식별자데이터 단위대표 장비·프로토콜
7응용사용자 서비스데이터HTTP, DNS, FTP, SMTP
6표현-데이터인코딩, 암호화, 압축
5세션세션 ID 등데이터세션 관리
4전송포트 번호세그먼트/데이터그램TCP, UDP
3네트워크IP 주소패킷IP, ICMP, 라우터
2데이터링크MAC 주소프레임Ethernet, 스위치
1물리-비트케이블, 허브, 리피터

간단히 외우면 다음입니다.

1계층 = 비트
2계층 = 프레임, MAC, 스위치
3계층 = 패킷, IP, 라우터
4계층 = 세그먼트, TCP/UDP, 포트
7계층 = HTTP, DNS, FTP 같은 서비스

TCP/IP 4계층

실제 인터넷에서는 OSI 7계층보다 TCP/IP 4계층 모델도 많이 사용합니다.

TCP/IP 4계층OSI 7계층 대응대표 예시
응용 계층OSI 5~7계층HTTP, DNS, SMTP, FTP
전송 계층OSI 4계층TCP, UDP
인터넷 계층OSI 3계층IP, ICMP
네트워크 접근 계층OSI 1~2계층Ethernet, MAC, 물리 매체

시험에서는 OSI 7계층과 TCP/IP 4계층을 비교하는 문제가 나올 수 있다.

핵심은 이것입니다.

TCP/IP 응용 계층 = OSI의 세션, 표현, 응용 계층을 포함
TCP/IP 인터넷 계층 = OSI 네트워크 계층
TCP/IP 네트워크 접근 계층 = OSI 물리 + 데이터링크 계층

캡슐화와 역캡슐화

캡슐화란?

캡슐화는 상위 계층의 데이터에 하위 계층의 헤더가 붙으면서 전송 가능한 형태로 변하는 과정입니다.

핵심 의미는, 데이터를 보낼 때 포장지를 여러 겹 씌우는 것과 같습니다.

웹 요청을 보낸다고 가정해봅시다.

응용 계층: HTTP 데이터 생성
전송 계층: TCP 헤더 추가
네트워크 계층: IP 헤더 추가
데이터링크 계층: Ethernet 헤더 추가
물리 계층: 비트 신호로 전송
그림으로 보면
HTTP 데이터
→ TCP 헤더 + HTTP 데이터
→ IP 헤더 + TCP 헤더 + HTTP 데이터
→ Ethernet 헤더 + IP 헤더 + TCP 헤더 + HTTP 데이터
→ 비트로 전송
시험식 표현
캡슐화는 송신 측에서 상위 계층 데이터에 각 계층의 제어 정보인 헤더를 추가하여 하위 계층으로 전달하는 과정이다.

역캡슐화란?

역캡슐화는 반대로 수신 측에서 계층별 헤더를 제거하면서 원래 데이터를 복원하는 과정입니다.

비트 수신
→ Ethernet 헤더 확인
→ IP 헤더 확인
→ TCP 헤더 확인
→ HTTP 데이터 전달
시험식 표현
역캡슐화는 수신 측에서 각 계층의 헤더를 확인하고 제거하여 상위 계층으로 데이터를 전달하는 과정이다.

PDU: 계층별 데이터 단위

PDU는 Protocol Data Unit의 약자입니다.
각 계층에서 데이터를 부르는 이름입니다.

계층PDU
7, 6, 5계층데이터
4계층세그먼트 또는 데이터그램
3계층패킷
2계층프레임
1계층비트

특히 시험에서는 아래를 자주 봅니다.

4계층 = 세그먼트
3계층 = 패킷
2계층 = 프레임
1계층 = 비트

UDP의 경우 4계층 PDU를 데이터그램이라고 부르기도 합니다.


네트워크 장비와 계층

장비가 어느 계층에서 동작하는지도 자주 나옵니다.

장비계층기준
허브1계층전기 신호
리피터1계층신호 증폭
스위치2계층MAC 주소
브리지2계층MAC 주소
라우터3계층IP 주소
L4 스위치4계층IP + 포트
L7 스위치7계층URL, HTTP 헤더 등 응용 정보
방화벽주로 3~4계층, 차세대는 7계층까지IP, 포트, 애플리케이션
WAF7계층HTTP 요청, 웹 공격 탐지

처음에는 아래만 확실히 외우면 됩니다.

허브 = 1계층
스위치 = 2계층
라우터 = 3계층
TCP/UDP = 4계층
HTTP/DNS = 7계층

IP 주소와 MAC 주소 복습

IP 주소

IP 주소는 네트워크에서 장비를 식별하기 위한 논리적 주소입니다.

IP = 네트워크상의 주소
192.168.0.10
10.0.0.5
203.0.113.10

MAC 주소

MAC 주소는 네트워크 인터페이스에 부여된 물리적 주소입니다.

MAC = 장비의 물리 주소
00:1A:2B:3C:4D:5E

비교

구분IP 주소MAC 주소
계층3계층2계층
성격논리 주소물리 주소
사용 장비라우터스위치
역할네트워크 간 목적지 식별같은 네트워크 내 장비 식별
시험식 핵심
IP 주소는 3계층 논리 주소이고, MAC 주소는 2계층 물리 주소이다.

ARP

ARP는 Address Resolution Protocol입니다.

역할은 다음입니다.

IP 주소를 MAC 주소로 변환한다.

예를 들어 같은 LAN 안에서 내 PC가 192.168.0.20 장비와 통신하려고 합니다.
IP 주소는 알고 있지만, 실제 2계층 프레임을 보내려면 MAC 주소가 필요합니다.

이때 ARP가 동작합니다.

192.168.0.20 쓰는 장비 누구야? MAC 주소 알려줘.

해당 장비가 응답합니다.

내가 192.168.0.20이고, 내 MAC 주소는 AA:BB:CC:DD:EE:FF야.
시험식 표현
ARP는 동일 네트워크에서 IP 주소에 대응하는 MAC 주소를 알아내기 위한 프로토콜이다.

보안상으로는 ARP Spoofing과 연결됩니다.

ARP Spoofing은 거짓 ARP 정보를 보내 통신을 공격자 쪽으로 유도하는 공격이다.

ARP Spoofing은 다음 절 이후 공격기법에서 더 자세히 다룹니다.


TCP 3-Way Handshake 기초

TCP는 연결 지향 프로토콜입니다.
데이터를 보내기 전에 연결을 먼저 설정합니다.

이 연결 설정 과정을 3-Way Handshake라고 합니다.

1. 클라이언트 → 서버: SYN
2. 서버 → 클라이언트: SYN + ACK
3. 클라이언트 → 서버: ACK
간단히 외우면
SYN → SYN/ACK → ACK

의미는 다음입니다.

단계의미
SYN연결 요청
SYN/ACK연결 요청 수락 및 응답
ACK응답 확인

시험에서는 TCP SYN Flooding 공격과 연결됩니다.

SYN Flooding은 다수의 SYN 요청을 보내 서버의 연결 대기 자원을 고갈시키는 DoS 공격이다.

이번 절에서는 공격 원리까지만 맛보기로 기억하면 됩니다.


포트 번호

포트 번호는 한 장비 안에서 어떤 서비스와 통신할지 구분하는 번호입니다.

IP 주소 = 장비 찾기
포트 번호 = 서비스 찾기

자주 나오는 포트는 반드시 외워야 합니다.

포트프로토콜역할
20, 21FTP파일 전송
22SSH암호화된 원격 접속
23Telnet평문 원격 접속
25SMTP메일 송신
53DNS도메인 이름 변환
80HTTP웹 통신
110POP3메일 수신
143IMAP메일 수신
443HTTPS암호화된 웹 통신
3389RDPWindows 원격 데스크톱
우선순위 암기
22 SSH
23 Telnet
53 DNS
80 HTTP
443 HTTPS
3389 RDP

보안 관점에서 계층을 보는 방법

네트워크보안에서는 “공격이 어느 계층에서 발생하는가?”를 볼 수 있어야 합니다.

공격·이슈관련 계층이유
케이블 도청1계층물리 신호 접근
ARP Spoofing2계층MAC 주소 정보 속임
MAC Flooding2계층스위치 MAC 테이블 공격
IP Spoofing3계층IP 주소 위조
ICMP Flood3계층ICMP 악용
SYN Flooding4계층TCP 연결 과정 악용
UDP Flood4계층UDP 대량 전송
세션 하이재킹4~7계층연결·세션 정보 탈취
SQL Injection7계층웹 애플리케이션 입력값 공격
XSS7계층웹페이지 스크립트 공격

필기에서는 계층 매칭 문제가 자주 나온다.

ARP = 2계층
IP = 3계층
TCP/UDP = 4계층
HTTP = 7계층

학습 내용을 하나의 흐름으로 연결

사용자가 HTTPS 웹사이트에 접속한다고 가정해봅시다.

https://example.com 접속

통신 흐름은 이렇게 볼 수 있습니다.

1. DNS로 example.com의 IP 주소를 찾는다.        → 7계층
2. 목적지 IP 주소로 패킷을 보낼 준비를 한다.      → 3계층
3. 같은 네트워크 내 다음 장비의 MAC 주소를 찾는다. → 2계층, ARP
4. TCP 3-Way Handshake로 연결을 만든다.          → 4계층
5. TLS로 암호화된 HTTPS 통신을 수행한다.          → 6~7계층
6. 데이터가 프레임, 패킷, 세그먼트 형태로 이동한다.

이 흐름을 계층별로 보면 다음입니다.

계층동작
7계층HTTP/HTTPS 요청 생성
4계층TCP 연결, 포트 443 사용
3계층목적지 IP 주소로 라우팅
2계층MAC 주소 기반 프레임 전달
1계층비트 신호로 실제 전송

시험에 나오는 포인트

이번 절 내용 중 필기와 실기에 자주 나오는 포인트입니다.

주제시험 포인트
OSI 7계층통신 기능을 7개 계층으로 구분
1계층비트, 케이블, 허브
2계층프레임, MAC 주소, 스위치
3계층패킷, IP 주소, 라우터
4계층TCP, UDP, 포트
7계층HTTP, DNS, FTP, SMTP
TCP/IP 4계층응용, 전송, 인터넷, 네트워크 접근
캡슐화송신 측에서 헤더를 추가
역캡슐화수신 측에서 헤더를 제거
PDU계층별 데이터 단위
IP 주소3계층 논리 주소
MAC 주소2계층 물리 주소
ARPIP 주소를 MAC 주소로 변환
TCP연결 지향, 신뢰성, 3-Way Handshake
UDP비연결 지향, 빠름
포트서비스 구분 번호
스위치2계층 장비
라우터3계층 장비

필기형 문제풀이

문제 1

OSI 7계층 중 TCP와 UDP가 동작하는 계층은?

A. 데이터링크 계층
B. 네트워크 계층
C. 전송 계층
D. 응용 계층

정답: C

TCP와 UDP는 4계층인 전송 계층에서 동작합니다.


문제 2

OSI 7계층 중 IP 주소와 라우팅이 주로 관련되는 계층은?

A. 물리 계층
B. 데이터링크 계층
C. 네트워크 계층
D. 표현 계층

정답: C

IP 주소와 라우팅은 3계층 네트워크 계층의 핵심입니다.


문제 3

MAC 주소를 기반으로 프레임을 전달하는 장비는?

A. 허브
B. 스위치
C. 라우터
D. 프록시 서버

정답: B

스위치는 2계층 장비로, MAC 주소를 기반으로 프레임을 전달합니다.


문제 4

IP 주소를 기반으로 서로 다른 네트워크 간 패킷을 전달하는 장비는?

A. 라우터
B. 허브
C. 리피터
D. 스위치

정답: A

라우터는 3계층 장비로, IP 주소를 보고 패킷을 전달합니다.


문제 5

ARP의 역할로 올바른 것은?

A. 도메인 이름을 IP 주소로 변환한다
B. IP 주소를 MAC 주소로 변환한다
C. HTTP를 HTTPS로 변환한다
D. MAC 주소를 IP 주소로 변환한다

정답: B

ARP는 IP 주소에 대응하는 MAC 주소를 알아내는 프로토콜입니다.


문제 6

다음 중 7계층 응용 계층 프로토콜에 해당하는 것은?

A. IP
B. TCP
C. Ethernet
D. HTTP

정답: D

HTTP는 응용 계층 프로토콜입니다.


문제 7

TCP의 특징으로 적절한 것은?

A. 비연결 지향이며 신뢰성이 낮다
B. 연결 지향이며 신뢰성 있는 전송을 제공한다
C. MAC 주소만 사용한다
D. 케이블 신호만 증폭한다

정답: B

TCP는 연결 지향, 신뢰성, 순서 보장, 재전송 기능이 특징입니다.


문제 8

UDP의 특징으로 적절한 것은?

A. 연결 설정 과정이 복잡하고 반드시 재전송한다
B. 비연결 지향이며 속도와 단순성을 중시한다
C. IP 주소를 MAC 주소로 변환한다
D. TCP처럼 순서 보장과 재전송을 기본 제공한다

정답: B

UDP는 비연결 지향 방식이며 빠르고 단순하지만 신뢰성은 낮습니다.


문제 9

TCP 3-Way Handshake의 순서로 올바른 것은?

A. ACK → SYN → SYN/ACK
B. SYN → SYN/ACK → ACK
C. SYN/ACK → ACK → SYN
D. FIN → SYN → ACK

정답: B

TCP 연결 설정은 SYN → SYN/ACK → ACK 순서로 이루어집니다.


문제 10

계층별 PDU 연결로 올바른 것은?

A. 2계층 - 패킷
B. 3계층 - 프레임
C. 4계층 - 세그먼트
D. 1계층 - HTTP 메시지

정답: C

4계층의 PDU는 세그먼트입니다. 3계층은 패킷, 2계층은 프레임, 1계층은 비트입니다.


문제 11

HTTPS의 기본 포트 번호는?

A. 22
B. 23
C. 80
D. 443

정답: D

HTTPS는 기본적으로 443번 포트를 사용합니다.


문제 12

Telnet의 보안상 문제점으로 가장 적절한 것은?

A. 평문 통신으로 계정 정보가 노출될 수 있다
B. SSH와 동일하게 강한 암호화를 기본 제공한다
C. 인증 정보는 보호하지만 명령 내용만 평문으로 전송한다
D. 23번 포트를 사용하므로 방화벽에서 항상 안전하다

정답: A

Telnet은 평문 통신을 사용하므로 계정 정보가 도청될 수 있습니다.


실기형 답안 훈련

실기 예제 1

문제: OSI 7계층 모델을 사용하는 이유를 설명하시오.

좋은 답안

OSI 7계층은 네트워크 통신 과정을 계층별 역할로 나누어 이해하기 위한 참조 모델이다. 이를 통해 장애나 공격이 발생한 위치를 계층별로 분석할 수 있고, 프로토콜과 보안장비의 동작 위치를 구분할 수 있다.

채점 포인트

요소포함 여부
통신 과정을 계층별로 구분필요
역할별 이해필요
장애 분석좋음
공격 위치 분석중요
프로토콜·장비 구분중요

실기 예제 2

문제: IP 주소와 MAC 주소의 차이를 설명하시오.

좋은 답안

IP 주소는 네트워크 계층에서 호스트를 식별하고 목적지까지 패킷을 전달하기 위한 논리적 주소이다. MAC 주소는 데이터링크 계층에서 같은 네트워크 내 장비를 식별하기 위한 물리적 주소이다.

채점 포인트

요소포함 여부
IP = 논리 주소필수
MAC = 물리 주소필수
IP = 3계층좋음
MAC = 2계층좋음
목적지 전달과 장비 식별 구분중요

실기 예제 3

문제: TCP와 UDP의 차이를 설명하시오.

좋은 답안

TCP는 연결 지향 프로토콜로, 데이터 전송 전 연결을 설정하고 순서 보장, 오류 제어, 재전송 등을 통해 신뢰성 있는 전송을 제공한다. UDP는 비연결 지향 프로토콜로 신뢰성은 낮지만 구조가 단순하고 빠르며, DNS, 음성, 스트리밍 등 지연에 민감한 서비스에 사용된다.

채점 포인트

요소포함 여부
TCP = 연결 지향필수
TCP = 신뢰성필수
UDP = 비연결 지향필수
UDP = 빠름필수
예시좋음

실기 예제 4

문제: 캡슐화와 역캡슐화의 개념을 설명하시오.

좋은 답안

캡슐화는 송신 측에서 상위 계층 데이터에 각 계층의 헤더를 추가하여 하위 계층으로 전달하는 과정이다. 역캡슐화는 수신 측에서 각 계층의 헤더를 확인하고 제거하면서 상위 계층으로 데이터를 전달하는 과정이다.

채점 포인트

요소포함 여부
송신 측필요
헤더 추가필수
수신 측필요
헤더 제거필수
상위·하위 계층 흐름중요

실기 예제 5

문제: ARP의 역할과 보안상 위험을 설명하시오.

좋은 답안

ARP는 동일 네트워크에서 IP 주소에 대응하는 MAC 주소를 알아내기 위한 프로토콜이다. ARP는 인증 없이 응답을 신뢰할 수 있어 공격자가 거짓 ARP 정보를 보내 통신을 자신에게 유도하는 ARP Spoofing 공격에 악용될 수 있다.

채점 포인트

요소포함 여부
IP를 MAC으로 변환필수
동일 네트워크좋음
인증 없는 응답 신뢰중요
ARP Spoofing중요
통신 유도·가로채기좋음

핵심 요약

개념한 줄 요약
네트워크장비들이 데이터를 주고받는 연결 구조
프로토콜통신을 위한 규칙
OSI 7계층통신 과정을 7개 계층으로 나눈 참조 모델
1계층물리 신호, 비트, 케이블, 허브
2계층MAC 주소, 프레임, 스위치
3계층IP 주소, 패킷, 라우터
4계층TCP, UDP, 포트 번호
5계층세션 설정, 유지, 종료
6계층인코딩, 암호화, 압축
7계층HTTP, DNS, FTP 등 사용자 서비스
TCP/IP 4계층응용, 전송, 인터넷, 네트워크 접근
캡슐화송신 시 계층별 헤더 추가
역캡슐화수신 시 계층별 헤더 제거
PDU계층별 데이터 단위
IP 주소3계층 논리 주소
MAC 주소2계층 물리 주소
ARPIP 주소를 MAC 주소로 변환
TCP연결 지향, 신뢰성
UDP비연결 지향, 빠름
포트장비 안의 서비스를 구분하는 번호

필수 암기 문장

아래 문장은 필기와 실기 모두 중요합니다.

OSI 7계층은 네트워크 통신 과정을 계층별 역할로 나누어 이해하기 위한 참조 모델이다.

1계층은 비트와 물리 신호, 2계층은 MAC 주소와 프레임, 3계층은 IP 주소와 패킷, 4계층은 TCP·UDP와 포트 번호를 다룬다.

스위치는 2계층 장비로 MAC 주소를 기반으로 프레임을 전달한다.

라우터는 3계층 장비로 IP 주소를 기반으로 서로 다른 네트워크 간 패킷을 전달한다.

IP 주소는 3계층 논리 주소이고, MAC 주소는 2계층 물리 주소이다.

ARP는 IP 주소에 대응하는 MAC 주소를 알아내기 위한 프로토콜이다.

TCP는 연결 지향 방식으로 신뢰성 있는 전송을 제공하고, UDP는 비연결 지향 방식으로 빠르고 단순하다.

TCP 3-Way Handshake는 SYN, SYN/ACK, ACK 순서로 연결을 설정한다.

캡슐화는 송신 측에서 계층별 헤더를 추가하는 과정이고, 역캡슐화는 수신 측에서 헤더를 제거하는 과정이다.

HTTP는 80번 포트, HTTPS는 443번 포트, SSH는 22번 포트, Telnet은 23번 포트를 사용한다.

연습 과제

다음 문제에 답한다.
네트워크보안의 기본 구조를 확인하기 위해 직접 작성한다.

A. 단답형

1. 네트워크란 무엇인가?
2. 프로토콜이란 무엇인가?
3. OSI 7계층을 순서대로 쓰시오.
4. 2계층 데이터링크 계층의 핵심 역할은 무엇인가?
5. 3계층 네트워크 계층의 핵심 역할은 무엇인가?
6. 4계층 전송 계층의 핵심 역할은 무엇인가?
7. 7계층 응용 계층 프로토콜 예시 3가지를 쓰시오.
8. 스위치는 몇 계층 장비이며 무엇을 기준으로 동작하는가?
9. 라우터는 몇 계층 장비이며 무엇을 기준으로 동작하는가?
10. IP 주소와 MAC 주소의 차이를 쓰시오.
11. ARP의 역할은 무엇인가?
12. TCP와 UDP의 차이를 쓰시오.
13. TCP 3-Way Handshake 순서를 쓰시오.
14. 캡슐화란 무엇인가?
15. 계층별 PDU 중 3계층과 2계층의 데이터 단위는 각각 무엇인가?
16. HTTP, HTTPS, SSH, Telnet의 기본 포트 번호를 쓰시오.

B. 계층 매칭 문제

다음 항목이 주로 어느 계층과 관련되는지 쓴다.

17. MAC 주소
18. IP 주소
19. TCP
20. HTTP
21. 케이블
22. 스위치
23. 라우터
24. 포트 번호
25. ARP
26. DNS
예시 답안
17. 2계층 데이터링크 계층

C. 실기형 답안 작성

다음 4문제는 2~3문장으로 작성한다.

27. OSI 7계층 모델을 사용하는 이유를 설명하시오.

28. IP 주소와 MAC 주소의 차이를 설명하시오.

29. TCP와 UDP의 차이를 설명하시오.

30. ARP의 역할과 ARP Spoofing의 위험을 설명하시오.

보강 개념: OSI 5계층과 6계층 예시, ARP Spoofing 위험

계층역할예시
5계층 세션 계층통신 세션의 수립, 유지, 종료를 담당로그인 세션, RPC 세션, NetBIOS Session Service
6계층 표현 계층데이터 표현 형식 변환, 인코딩, 압축, 암호화를 담당TLS 암호화 표현, JPEG/PNG, ASCII/UTF-8 변환

현대 TCP/IP 환경에서는 5계층과 6계층 기능이 응용 계층 라이브러리나 프로토콜에 합쳐져 설명되는 경우가 많다. 시험에서는 “5계층은 세션 관리, 6계층은 표현·암호화·인코딩”으로 구분한다.

ARP Spoofing은 공격자가 게이트웨이 IP에 자신의 MAC 주소를 매핑하도록 속여 트래픽을 가로채는 공격이다. 위험은 도청, 세션 탈취, 악성 사이트 유도, MITM으로 확장될 수 있으며, 대응은 정적 ARP, 스위치 보안 기능, ARP 검사, 네트워크 분리, HTTPS 사용을 포함한다.

연습 과제 정답 및 해설

계층 매칭 정답: 17 MAC 주소는 2계층, 18 IP 주소는 3계층, 19 TCP는 4계층, 20 HTTP는 7계층, 21 케이블은 1계층, 22 스위치는 2계층, 23 라우터는 3계층, 24 포트 번호는 4계층, 25 ARP는 2계층과 3계층 연결, 26 DNS는 7계층이다.

단답형 핵심 키워드: OSI 7계층 순서, 2계층 MAC, 3계층 IP 라우팅, 4계층 TCP/UDP 포트, 7계층 응용 프로토콜, 캡슐화, PDU를 구분해야 한다.

실기형 채점 기준: ARP Spoofing 답안은 IP-MAC 매핑 조작, 게이트웨이 위장, 트래픽 가로채기, MITM 위험, 대응 방안을 포함해야 한다.