🌐 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
| 단계 | 규칙 | 설명 |
|---|---|---|
| 연결 설정 | 양자 합의 필수 | 수신자가 받지 않으면 연결되지 않는다 |
| 데이터 교환 | 연결 유지 중 자유롭게 | 연결이 해제되기 전까지 데이터를 주고받는다 |
| 연결 해제 | 한쪽 일방도 가능 | 외형상 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 데이터를 PDU(Protocol Data Unit) 라고 합니다.
OSI 7계층별 PDU 명칭
| PDU | 계층 | 별칭 | 설명 |
|---|---|---|---|
| APDU | 응용(7) | — | 사용자가 직접 다루는 데이터 |
| PPDU | 표현(6) | — | 인코딩/암호화된 데이터 |
| SPDU | 세션(5) | — | 세션 관리 단위 |
| TPDU | 전송(4) | 세그먼트(TCP) / 데이터그램(UDP) | 포트 기반 프로세스 간 통신 |
| NPDU | 네트워크(3) | 패킷(Packet) | IP 주소 기반 라우팅 단위 |
| DPDU | 데이터 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
| 개념 | 한 줄 정의 |
|---|---|
| 프로토콜 | 통신 주체 간에 약속된 데이터 교환 규칙 |
| PDU | 각 계층에서 규격화된 전송 데이터 단위 |
| 패킷 | 네트워크 계층(IP)의 전송 단위 |
| 프레임 | 데이터 링크 계층의 전송 단위 |
| 세그먼트 | TCP 전송 계층의 전송 단위 |
| 데이터그램 | UDP 전송 계층의 전송 단위 (비연결형) |
| 캡슐화 | 송신 시 각 계층에서 헤더를 추가하는 과정 |
| 역캡슐화 | 수신 시 각 계층에서 헤더를 제거하는 과정 |