Application Layer 딥다이브와 웹 보안 분석

서론

OSI 7계층은 이론적인 참조 모델이고 TCP/IP 4계층은 실제로 인터넷에서 쓰이는 구현 모델이다. TCP/IP 4계층은 OSI 7계층에서 현실에서 필요 없는 부분을 줄여 만들었다.

OSI 7계층의 세션(5) 표현(6) 응용(7) 계층을 하나로 합쳐 응용 계층이라고 한다. TCP/IP의 응용 계층은 사용자 프로그램으로 구현되는데, 일반적으로 세 계층이 하나의 프로그램으로 묶여 구현된다. 특히 세션, 표현 계층의 기능은 프로그램에 구현되지 않거나 구현된다 해도 비슷하면서 단순한 유형인 경우가 많다.

OSI vs TCP/IP Application Layer

OSI 계층	원래 역할	TCP/IP에서의 역할	대표 프로토콜 / 기술
7. Application Layer	사용자 서비스 제공
(메일, 웹, 파일 전송 등)	TCP/IP의 Application Layer에 그대로 들어간다.	HTTP, FTP, SMTP, DNS POP3
6. Presentation Layer	데이터 표현, 인코딩, 압축, 암호화	별도의 계층 없이 애플리케이션 프로토콜이 직접 처리	SSL/TLS(암호화), JPEG/PNG(데이터 표현), JSON/XML(인코딩)
5. Session Layer	연결 관리, 대화 제어, 세션 유지	별도의 계층 없이 일부는 TCP가 담당(연결, 순서 제어),
일부는 애플리케이션에서 직접 구현(쿠키/세션, 토큰 관리)	TCP(연결/세션), HTTP쿠키/세션, SSH(대화 제어)

1. Application Layer란 무엇이고 언제 어떻게 쓰이는가

1.1 Application Layer란?

TCP/IP 프로토콜에서 가장 상위 레이어를 담당하고 있으며, 네트워크 서비스(웹, 이메일, 파일 전송 등)를 사용자 애플리케이션에 제공한다.

네트워크 통신에서 무엇을 어떤 형식으로, 어떤 규칙으로 주고받을지를 정하는 최상위 계층으로 정의되어 있다.

즉, 직접 데이터를 주고받진 않고 사용자가 쓰는 애플리케이션이 네트워크를 쉽게 사용할 수 있도록 도와주는 인터페이스 역할을 한다.

핵심적인 역할을 다음과 같다.

프로토콜 규약: 요청 및 응답 형식, 필드 구조, 상태 코드를 정의하고 에러를 처리한다.
- HTTP/1.1의 메서드, 헤더, 상태코드 등
데이터 표현: 메시지 포맷(JSON, XML, Protobuf), 인코딩(MIME, charset), 압축 등을 수행한다.
대화/세션 관리: 로그인 세션이나 토큰 등을 관리한다. (OSI 7계층의 세션 계층이 흡수되었다.)
서비스 식별: 어떤 애플리케이션 서비스인지 식별한다.
- Port, URL/URI, HOST Header, SNI 등
보안 연계: TLS위에서 동작하는 HTTPS, 애플리케이션 인증(OAuth2, JWT, 쿠키 등)