[네트워크 스터디] 2 네트워크의 기본 규칙 (OSI 모델, TCP/IP 모델, 캡슐화, 역캡슐화)

네트워크 통신의 기본 규칙인 프로토콜을 이해한다. OSI 모델과 TCP/IP 모델을 이해하고, 캡슐화와 역캡슐화를 이해한다.

우체국으로 편지를 보내는 과정을 생각해보자. 규칙에는 '편지를 쓰는 규칙', '편지를 보내는 규칙', '우체국의 규칙' 등 여러 가지가 있는데 각각은 서로에게 영향을 주지 않는다는 특징이 있다.

프로토콜 : 통신하기 위한 규칙

OSI 모델과 TCP/IP 모델

지금은 생각할 수 없지만, 같은 회사의 컴퓨터끼리만 통신이 가능하던 때가 있었다. A사의 컴퓨터가 B 사의 컴퓨터와는 통신을 할 수 없었던 것이다. 여기에 케이블을 연결하는 커넥터도 회사별로 다르다면 더 곤란했을 것이다. 이런 일들이 있어 공통으로 사용할 수 있는 표준 규격을 정해야만 했다. 이 표준을 정하는 단체는 여러 곳이 있지만, 이중 ISO라는 국제표준화기구가 있는데 이 단체는 OSI 모델이라는 표준 규격을 제정했다.

ISO : International Organization for Standardization (국제표준화기구)의 약어
OSI 모델 : 네트워크 기술의 기본이 되는 모델.

데이터의 송수신은 컴퓨터에서 컴퓨터로 데이터를 전송하는 것. 이때 컴퓨터 내부적으로는 여러 일을 하는데, 이런 일들은 일곱 개 계층으로 나눠 한다. 이 중 일곱 개 계층이 OSI 모델이다. 계층이라는 용어 대신 레이어라는 용어를 사용하기도 한다.

통신할 때는 데이터는 맨 위 응용 계층에서 순차적으로 아래 계층으로 전달이 된다.

송신 측의 7계층과 수신 측의 7계층을 통해 데이터를 주고 받는다.

TCP/IP 모델이란

데이터를 전송하는 쪽 (송신 측)은 데이터를 보내기 위해 상위 계층에서 하위 계층으로 데이터를 전달한다. 각 계층은 독립적이므로 데이터가 전달되는 동안 다른 계층의 영향을 받지 않는다. 데이터를 받는 쪽(수신 측)은 하위 계층에서 상위 계층으로 각 계층을 통해 전달된 데이터를 받게 되는 것이다.

이제 7계층을 4계층으로 바꿔서 생각해보자. 이 4계층의 모델이 TCP/IP 모델. 사실 현대의 인터넷은 OSI 모델이 아니라 TCP/IP 모델을 따르고 있다. TCP/IP 모델도 OSI 모델과 마찬가지로 네트워크 시스템에 대한 모델인데, 현대의 인터넷이 TCP/IP 모델을 따르는 이유는, OSI 모델이 TCP/IP 모델과의 시장 점유 싸움에서 졌기 때문이다.

현재는 TCP/IP 모델을 사용하고 있지만, TCP/IP 모델이 업데이트되면서 조금 바뀌었다. 오늘날 Updated TCP/IP 모델이 더 많이 사용된다. Updated OSI Layer Model은 Network Interface가 OSI Layer 7 Model의 Data Link Layer와 Physical Layer로 다시 나뉜다는 특징이 있다.

캡슐화와 역캡슐화

예를 들어 컴퓨터 A에서 컴퓨터 B로 데이터를 보낸다고 할 때, 데이터를 보내려면 데이터의 앞 부분에 필요한 정보를 붙여서 다음 계층으로 보내야 한다. 이 정보를 헤더라고 하는데, 헤더에는 데이터를 전달받을 상대방에 대한 정보도 포함되어 있다. 이처럼 헤더를 붙여나가는 것을 캡슐화라고 한다. 한편 데이터를 받는 쪽에서는 헤더를 하나씩 제거하고, 이를 역캡슐화라고 한다. 혹은 이 기술을 프레이밍이라고도 한다.

 

송신 측 컴퓨터에서 웹 사이트에 접속하려고 한다면,

1. 응용 계층에서는 웹 사이트로 접속하기 위한 요청 데이터가 만들어진다.

2. 다음으로 해당 데이터는 전송 계층으로 전달되는데, 전송 계층에서 신뢰할 수 있는 통신이 이루어지도록 응용 계층에서 만들어진 데이터에 헤더를 붙인다.

3. 그리고 이렇게 전송 계층에서 만들어진 데이터를 다른 네트워크와 통신하기 위해 네트워크 계층에서 헤더를 붙인다. 또, 네트워크 계층에서 만들어진 데이터에 물리적 통신 채널을 연결하기 위해 4의 데이터 링크 계층에서 헤더와 트레일러를 붙인다.

   트레일러 : 데이터를 전달할 때 데이터의 마지막에 추가하는 정보를 말한다.

4. 이렇게 데이터 링크 계층에서 만들어진 데이터는 최종적으로 전기 신호로 변환되어 수신 측에 도착한다. 이처럼 필요한 데이터를 추가해 나가는 것을 캡슐화라고 한다.

5. 이제 수신 측은 각 계층의 헤더를 제거하면서 데이터를 전달한다. 아까와 정반대의 순서로 데이터 링크 계층부터 순서대로 상위 계층으로 전달하고 있다. 송신 측의 데이터 링크 계층에서 추가된 헤더와 트레일러를 수신 측인 데이터 링크 계층에서 제거한다.

6. 그 후 네트워크 계층 헤더를 제거한다.

7. 그 후 전송 계층의 헤더를 제거하고

8. 모든 헤더가 제거된 데이터가 수신 측에 도착한다.

이렇게 네트워크에서는 데이터를 전달하기 위한 여러 가지 규칙이 있어서 데이터를 문제 없이 잘 전달할 수 있다.

 

참고자료

<모두의 네트워크>, 길벗(2018)

[10분 테코톡] 🔮 히히의 OSI 7 Layer