[Network] 프로토콜 , OSI 모델 , TCP/IP 모델 , 캡슐화와 역캡슐화

이번 포스팅에서는 네트워크 통신의 기본 규칙인 프로토콜에 대한 내용을 정리합니다. OSI모델과 TCP/IP모델 및 캡슐화와 역캡슐화에 대한 내용을 다룹니다. 

 

 

프로토콜(protocol)

네트워크에서 통신하기 위해 지켜야하는 규칙이다.

 

OSI 모델

과거에는 같은 회사의 컴퓨터만 통신 가능했고, 연결하는 케이블이 회사마다 달라서 곤란했었다. 따라서 공통적으로 사용할 수 있는 표준 규격을 정해야 했고, IOS(International Organization for Standardization, 국제표준화기구)에서 OSI모델이라는 표준 규격을 제정했다. OSI는 데이터를 송수신 하는 네트워크 기술의 기본 모델이 된다.

 

OSI모델의 7계층

 

컴퓨터 내부에서는 데이터를 전송하기 위해서 위 그림과 같이 7계층이 나누어 일을 하며, 데이터는 상단의 응용 계층부터 하단의 물리 계층으로 순차적으로 전달된다.

 

계층	이름	역할
7계층	응용 계층	이메일 및 파일 전송, 웹사이트 조회 등 애플리케이션 관련 서비스 제공
6계층	표현 계층	문자 코드, 압축, 암호화 등 데이터 변환
5계층	세션 계층	세션 체결, 통신 방식 결정
4계층	전송 계층	신뢰할 수 있는 통신 구현
3계층	네트워크 계층	다른 네트워크와 통신하기 위한 경로 설정 및 논리 주소 결정
2계층	데이터 링크 계층	네트워크 기기 간 데이터 전송 및 물리 주소 결정
1계층	물리 계층	시스템 간 물리적 연결과 전기 신호 변환 및 제어

 

 

데이터 송신과 수신하는 측을 모두 포함해서 보면 아래와 같다.

 

송신 측 7계층과 수신 측 7계층을 통해 데이터 주고 받음

 

TCP/IP 모델

TCP/IP모델은 OSI모델의 7계층을 4계층으로 축약한 모델이다.

 

OSI모델과 TCP/IP모델 비교

 

TCP/IP모델은 OSI모델의 응용 계층, 표현 계층, 세션 계층을 합쳐 응용 계층으로 두었고, 데이터 링크 계층과 물리 계층을 합쳐 네트워크 접속 계층으로 두었다. 각 계층에는 다양한 프로토콜이 존재한다.

 

캡슐화와 역캡슐화

데이터를 보낼 때는 데이터 앞부분에 전송에 필요한 정보를 붙여서 다음 계층으로 전달한다. 이때 정보를 헤더라고 하며, 헤더에는 데이터를 전달받는 상대에 대한 정보도 포함되어 있다.

 

캡슐화

 

이처럼 헤더를 데이터에 붙이는 것을 캡슐화라고 한다. 반대로 데이터를 수신하는 측에서는 헤더를 하나씩 제거해야하며 이를 역캡슐화라고 한다.

 

OSI모델의 캡슐화와 역캡슐화의 전체 흐름을 보면 아래 그림과 같다. (세션 계층과 표현 계층은 응용 계층에 포함)

 

 

• 데이터 송신 측 컴퓨터에서 웹 사이트에 접속하려면 접속을 위한 요청 데이터가 만들어진다.
• 이 데이터는 전송 계층에 전달되며, 신뢰할 수 있는 통신이 이루어지도록 데이터에 헤더를 붙인다. 
• 이 데이터 및 헤더는 네트워크 계층에 전달되며, 다른 네터워크와 통신하기 위한 헤더를 붙인다.
• 이 데이터 및 헤더는 데이터 링크 계층에 전달되며, 물리적 통신 채널을 연결하기 위한 헤더와 트레일러를 붙인다. 트레일러란 데이터를 전달할 때 마지막에 추가하는 정보를 말한다.
• 이 데이터 및 헤더는 최종적으로 물리 계층에서 전기 신호로 변환되어 수신 측에 전송한다.
• 수신 측은 데이터 링크 계층에서 응용 계층 순서로 데이터를 전달하며 각 계층에서 헤더를 제거한다. 응용 계층은 최종적으로 모든 헤더가 제거된 데이터를 받는다.

 

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다음 포스팅에서는 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 응용 계층 각각에 대하여 자세히 살펴볼 것이다.

 

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[reference]

모두의 네트워크