[컴퓨터 네트워크] 10. OSI 7계층과 캡슐화

■ OSI 7계층과 캡슐화

● 왜 레이어(Layer, 계층)를 만들었는가?

 레이어를 만들어서 각 서비스를 모듈화 해두면 편리한 점이 있다. 기능별로 나누어져 있기 때문에 기술자들은 자신이 담당한 기능의 모듈만 잘 개발하고 수정하면 된다. 예를 들어 기존에 피지컬 레이어(Physical layer)에서 twisted pair cable를 이용해서 서비스를 하였으나 fiber cable을 사용한 새로운 서비스로 교체할 경우, 바로 위의 링크 레이어(Link layer)를 수정할 필요 없이 피지컬 레이어만 수정하면 되는 것이다. 레이어 사이의 인터페이스만 잘 지켜주면 다른 레이어에 변경 사항이 생기더라도 전체적인 서비스에는 영향이 없다.

 하지만 레이어를 만드는 것이 비효율적일 수도 있다. 각 모듈들이 단독으로 작동하는 것보다 다른 레이어의 정보를 끌어올 때 더 효율적으로 작동할 수 있다 하더라도, 레이어 간의 엄격한 구분 때문에 강제로 비효율적인 방법을 택하는 상황이 벌어질 수도 있다. 이 때문에 최근에는 레이어의 엄격한 구분을 없앤 프로토콜도 많이 제안이 되고 있다.

 

● 캡슐화(Encapsulation)

 source에서 destination까지 메시지가 어떻게 전달되는지 살펴보자.

 

 1. source 시스템의 애플리케이션이 먼저 트랜스포트(Transport) 레이어에 메시지를 내려주게 된다. 트랜스포트 계층은 메시지 전송을 위해 필요한 정보들을 담아 메시지 앞에 붙이게 된다. 이런 제어 정보를 담고 있는 부분을 헤더(Header)라고 부르는데, 이렇게 해서 만들어진 전체 데이터를 세그먼트(Segment)라고 부른다. 이 세그먼트는 TCP 세그먼트, UDP 세그먼트 등이 있다.

 

 2. 만들어진 세그먼트는 네트워크(Network) 레이어에 전달된다. 네트워크 레이어에서는 목적지까지 길을 찾는데 필요한 제어정보들을 TCP 세그먼트나 UDP 세그먼트 앞에 붙이게 된다. 제어정보와 세그먼트가 합쳐진 전체 데이터를 IP 데이터그램(datagram)이라고 부른다.

 

 3. 이 데이터그램은 다시 링크 레이어로 내려지고 링크 레이어를 대표하는 이더넷 주소를 앞에 붙인다. 여기서 만들어진 것을 이더넷 프레임이라고 한다.

 

 4. 마지막으로 피지컬 레이어를 통해 유선이나 무선을 통해서 전달이 되고 전송이 되는 도중에 몇 가지 인터커넥팅 디바이스(Interconnecting device)를 거치게 된다.

 source에서 destination 사이의 인터넷에서는 항상 바로 직접 연결되어 있지 않기 때문에 여러 인터커넥팅 디바이스들을 거치게 된다. 그 중에 스위치와 라우터라는 것이 있는데 스위치는 링크 레이어까지만 동작을 한다. 자세히 설명하면, 링크 레이어의 헤더에 담긴 정보만을 이용해서 패킷을 보낸다. 라우터는 네트워크 레이어의 정보까지 이용해서 목적지를 확인하고 어디로 패킷을 보낼 지 결정한다.

 헤더가 붙여진 데이터가 destination까지 도착하게되면 destination의 컴퓨터는 피지컬, 링크, 네트워크, 트랜스포트 레이어에서 각 레이어마다 패킷에 담겨진 정보들을 이용해 원래 source가 보내고자 했던 메시지와 동일한 형태의 메시지만을 상위 애플리케이션에 전달한다. 애플리케이션 프로그램들은 하위 레이어에서 어떤 일이 벌어지고 있는지, 어떤 헤더가 붙어서 어떻게 여기까지 찾아왔는지 알지 못한다. 그저 source와 destination에서 서로 메시지를 주고 받았다는 것만 확인할 수 있는 것이다.

 

 이렇게 어떤 메시지의 헤더가 차례차례 붙는 작업을 캡슐화(Encapsulation)한다라고 표현한다.

 

 

 

※ 본 정리 내용은 부산대학교 유영환 교수님의 컴퓨터 네트워킹 수업을 정리한 것입니다.

※※ 강의에 사용된 교재 : [Computer Networking A Top-Down Approach 7th edition / Jim Kurose, Keith Ross]