캡슐화(Encapsulation)와 PDU 완전 이해: TCP/IP 데이터 전송 구조

목차

1. 캡슐화(Encapsulation)란
2. Payload 개념
3. 계층별 데이터 변화(핵심)
4. 계층별로 추가되는 정보
5. 역캡슐화(De-Encapsulation)
6. 핵심 정리

 

네트워크에서 데이터는 단순히 보내지는 것이 아니라, 여러 계층을 거치면서 점점 “포장”되어 전송된다.

이 과정을 이해하는 핵심 개념이 바로 캡슐화(Encapsulation)와 Payload이다.

 

데이터 전송 구조

1. 캡슐화(Encapsulation)란

캡슐화는 상위 계층에서 생성된 데이터를 하위 계층으로 내려보내면서, 각 계층이 필요한 제어 정보를 추가하는 과정이다.

 

이때 붙는 정보는 다음과 같다.

• 헤더(Header): 데이터 앞에 붙는 정보
• 트레일러(Trailer): 데이터 뒤에 붙는 정보 (예: CRC)

즉, 데이터를 안전하게 전달하기 위해 “주소, 포트, 오류검출 정보” 등을 단계적으로 붙이는 과정이라고 볼 수 있다.

 

2. Payload 개념

Payload는 “현재 계층 기준에서 실제 데이터”를 의미한다.

 

예를 들어,

• Application에서 내려온 데이터 → Transport 입장에서는 Payload
• Transport에서 내려온 데이터 → Network 입장에서는 Payload

즉, 상위 계층의 전체 데이터 = 하위 계층의 Payload가 된다.

 

3. 계층별 데이터 변화 (핵심)

데이터는 계층을 내려가면서 다음과 같이 변한다.

• L7 → Data (Message)
• L4 → TCP Header + Payload → Segment
• L3 → IP Header + Payload → Packet
• L2 → MAC Header + Payload + CRC → Frame

이 과정을 통해 최종적으로 물리 계층에서 bit 단위로 전송된다.

 

4. 계층별로 추가되는 정보

각 계층은 서로 다른 역할을 수행하며, 다음과 같은 정보를 추가한다.

• 4계층 (Transport): Port 번호 → 어떤 서비스인지 구분
• 3계층 (Network): IP 주소 → 어디로 보낼지 결정
• 2계층 (Data Link): MAC 주소 → 실제 장비 간 전달
• 2계층 (Trailer): CRC → 오류 검출

즉, 위에서 아래로 갈수록 “더 구체적인 전달 정보”가 붙는다.

 

5. 역캡슐화 (De-encapsulation)

수신 측에서는 반대로 동작한다.

• Frame → MAC 제거
• Packet → IP 제거
• Segment → Port 제거
• 최종적으로 원본 데이터 복원

이 과정을 역캡슐화라고 한다.

 

6. 핵심 정리

데이터 전송 과정은 다음 한 줄로 정리할 수 있다.

데이터는 생성된 후 각 계층에서 제어 정보가 추가되며 캡슐화되어 전송되고, 수신 측에서 역캡슐화를 통해 원래 데이터로 복원된다.

 

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