🧶 패킷의 구조

네트워크 통신에서 데이터는 패킷 형식으로 전송된다.
이러한 패킷은 각 계층의 프로토콜에 맞는 정보들을 담아 감싸져 있다.

사진과 같이 저렇게 길~게 패킷이 있는데, 각 계층에서 프로토콜을 선택하고 하나씩 선택하여 패킷을 만드는 것이다.

이러한 각 계층을 옷이라고 생각하면 쉽다.
패킷이 만들어질 때 각 계층에서 프로토콜을 선택하고 해당 옷을 하나씩 패킷이 껴 입는 것으로 생각해보자.

이는 패킷에서의 Header를 Encapulation하는 것을 의미한다.

🎨 패킷의 생성 과정

패킷의 생성과정을 알기 전, 기본 개념인 캡슐화부터 알고가자.

💌 캡슐화

네트워크 통신에서 패킷을 만들 때, 각 계층은 마치 옷을 입히듯이 정보를 추가한다.
이것을 "캡슐화"라고 한다. 각 계층은 자신의 역할에 맞게 패킷에 필요한 정보를 추가하여 패킷을 계속해서 "포장"을 수행한다.

이처럼 캡슐화를 하게 되면 패킷을 여러 계층으로 나누고 각 계층에서 처리할 수 있도록할 수 있고, 데이터가 전송되는 동안 데이터의 안전성과 효율성을 보장할 수 있다.

이러한 캡슐화를 통해서 패킷을 생성하는 것이다.

❔ 각 계층에서 어떤식으로 캡슐화를 진행할까?

이런 비유를 생각해보자. 데이터 전송이라는 여행을 준비한다고 가정한다.

데이터링크 계층 (2계층 - 이더넷)

여행자가 물리적인 환경에 맞게 옷을 입고 준비한다. 여기서는 목적지 MAC 주소와 출발지 MAC 주소를 헤더에 추가하며, 이더넷 프레임이라는 "옷"을 입는다.

네트워크 계층 (3계층 - IPv4 또는 IPv6)

이어서 여행자가 목적지 주소와 출발지 주소를 지도에 표시하고 경로를 정한다. 그런 다음 패킷에 이러한 정보를 추가하여 "옷"을 추가적으로 입는다.

전송 계층 (4계층 - TCP 또는 UDP)

여행자가 여행 중에 메시지를 주고받기 위해 목적지와 통신 방법을 결정한다. 이 정보를 패킷에 추가하여 "옷"을 더 입는다.

상위 계층 (5계층 이상)

최종적으로 여행자는 여행 중에 필요한 물건을 가방에 담고, 이 가방을 "옷"에 추가한다. 이 가방 안에는 실제 여행에 필요한 치약, 칫솔, 여권, 돈 등이 들어있다.

정리

결국, 패킷은 여행자가 입은 여러 층의 "옷"으로 구성되며, 각 층은 특정한 역할을 수행하여 데이터의 안전한 전달을 보장하게 된다.
이러한 캡슐화된 구조를 통해 데이터는 네트워크를 효율적으로 이동할 수 있다.

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패킷의 구조와 계층별 역할

🎫 4계층 프로토콜: TCP와 UDP

TCP (Transmission Control Protocol)

TCP는 신뢰성 있는 연결을 제공하는 프로토콜로, 4계층에서의 역할은 데이터를 세그먼트(segment)로 분할하고, 목적지에 안전하게 전송하기 위한 연결 설정 및 관리를 담당합니다. TCP 헤더에는 송신 및 수신자 포트 번호, 순서 번호 등이 포함됩니다.

UDP (User Datagram Protocol)

UDP는 비연결형 프로토콜로, 데이터를 빠르게 전송하는 데 중점을 두며, 4계층에서의 역할은 데이터를 데이터그램(datagram)으로 분할하고, 목적지에 전달합니다. UDP 헤더에는 송신 및 수신자 포트 번호가 포함됩니다.

🎫 3계층 프로토콜: IPv4와 IPv6

IPv4 (Internet Protocol version 4)

IPv4는 3계층에서의 역할은 패킷을 라우팅하기 위해 IP 주소를 사용하여 목적지를 식별하는 것입니다. IPv4 헤더에는 송신 및 수신자 IP 주소, 패킷의 수명 등이 포함됩니다.

IPv6 (Internet Protocol version 6)

IPv6는 더 큰 주소 공간을 제공하고 보안 및 효율성을 향상시킨 버전으로, IPv4의 한계를 극복하기 위해 개발되었습니다. IPv6 헤더도 IPv4와 유사하지만, 더 많은 확장 기능을 지원합니다.

🎫 2계층 프로토콜: 이더넷과 PPP

이더넷 (Ethernet)

2계층에서의 역할은 네트워크에서 데이터 프레임을 물리적으로 전달하는 것입니다. 이더넷 헤더에는 MAC 주소를 포함하여 송신 및 수신자를 식별합니다. MAC 주소는 네트워크 어댑터를 고유하게 식별합니다.

PPP (Point-to-Point Protocol)

PPP는 포인트 투 포인트 연결에서 사용되며, 주로 전화 회선을 통해 연결된 장치 간에 데이터를 전송하는 데 사용됩니다.