2026년 03월 05일

🌐 프로토콜 (Protocol)

Java Spring Boot
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🌐 프로토콜 (Protocol)

"통신이란 서로 같은 규칙을 지킬 때 비로소 가능하다."


📖 프로토콜이란?

프로토콜(Protocol) 은 통신 시스템이 데이터를 교환하기 위해 사용하는 통신 규칙입니다.

OSI 7계층 모델에서는 각 계층마다 독립적인 프로토콜이 존재하며, 같은 계층끼리만 통신합니다.

계층 7 (응용)   ←──────────────────→   계층 7 (응용)
계층 4 (전송)   ←──────────────────→   계층 4 (전송)
계층 1 (물리)   ←──────────────────→   계층 1 (물리)

계층 1은 계층 1끼리, 계층 4는 계층 4끼리 — 각 계층은 자신의 계층 프로토콜로만 통신합니다.


📱 프로토콜의 예 — 스마트폰 통화

가장 쉬운 예시는 스마트폰 통화입니다.
우리가 무심코 따르는 통화 절차가 사실 프로토콜 그 자체입니다.

🔑 핵심 규칙 3가지

단계규칙설명
연결 설정양자 합의 필수수신자가 받지 않으면 연결되지 않는다
데이터 교환연결 유지 중 자유롭게연결이 해제되기 전까지 데이터를 주고받는다
연결 해제한쪽 일방도 가능외형상 일방적 종료지만, 실제로는 대화 중 쌍방 합의

💡 실제 네트워크 프로토콜도 동일하게 연결 설정 → 데이터 교환 → 연결 해제 3단계로 설계됩니다.


📦 데이터 단위 (PDU)

네트워크에서 데이터를 주고받으려면 먼저 정해진 규격으로 포장해야 합니다.
마치 우편물을 보낼 때 규격 봉투에 발신자/수신자 주소를 기재하는 것과 같습니다.

이렇게 규격화된 한 단위의 전송 데이터PDU(Protocol Data Unit) 라고 합니다.

OSI 7계층별 PDU 명칭

PDU계층별칭설명
APDU응용(7)사용자가 직접 다루는 데이터
PPDU표현(6)인코딩/암호화된 데이터
SPDU세션(5)세션 관리 단위
TPDU전송(4)세그먼트(TCP) / 데이터그램(UDP)포트 기반 프로세스 간 통신
NPDU네트워크(3)패킷(Packet)IP 주소 기반 라우팅 단위
DPDU데이터 링크(2)프레임(Frame)MAC 주소 기반 구간 전송 단위
물리(1)비트(Bit)전기 신호 / 0과 1

⭐ 반드시 알아야 할 핵심 PDU 3가지

실무와 시험에서 가장 자주 등장하는 세 가지입니다.

패킷  (Packet)   →  네트워크 계층 (IP)
프레임 (Frame)   →  데이터 링크 계층 (Ethernet)
세그먼트/데이터그램 →  전송 계층 (TCP / UDP)

💡 데이터그램은 UDP의 전송 단위이면서, 동시에 가상 회선(Virtual Circuit) 방식과 대비되는 비연결형 통신 방식을 나타내는 용어로도 사용됩니다.


🔄 캡슐화와 역캡슐화

데이터가 계층을 이동할 때마다 PDU가 달라집니다.

송신 (캡슐화) — 상위 → 하위 계층으로 내려가며 헤더를 추가

[DATA]
[TCP 헤더 | DATA]                 ← 전송 계층: 세그먼트
[IP 헤더 | TCP 헤더 | DATA]        ← 네트워크 계층: 패킷
[MAC 헤더 | IP 헤더 | TCP 헤더 | DATA | MAC 트레일러]  ← 데이터 링크: 프레임

수신 (역캡슐화) — 하위 → 상위 계층으로 올라가며 헤더를 제거하여 원본 데이터 복원


📌 핵심 요약

개념한 줄 정의
프로토콜통신 주체 간에 약속된 데이터 교환 규칙
PDU각 계층에서 규격화된 전송 데이터 단위
패킷네트워크 계층(IP)의 전송 단위
프레임데이터 링크 계층의 전송 단위
세그먼트TCP 전송 계층의 전송 단위
데이터그램UDP 전송 계층의 전송 단위 (비연결형)
캡슐화송신 시 각 계층에서 헤더를 추가하는 과정
역캡슐화수신 시 각 계층에서 헤더를 제거하는 과정
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