네트워킹에서 캡슐화는 어떻게 작동합니까?

네트워킹에서 데이터 캡슐화는 원본 컴퓨터와 대상 컴퓨터 간의 효과적인 통신을 가능하게 하는 데 중요한 역할을 합니다.

그리고 그 반대 과정인 캡슐화 해제도 같은 목적을 위해 필수적입니다. 이 두 프로세스는 동시에 작동하여 네트워크를 통한 적절한 통신 및 데이터 흐름을 보장합니다.

사용자가 자신의 컴퓨터에서 일부 데이터에 액세스하려고 할 때 몇 가지 키워드를 입력하기만 하면 결과가 몇 분 안에 표시됩니다.

하지만 보이지 않는 곳에서 놀라운 속도로 많은 일들이 일어나고 있습니다. 그들의 네트워크와 구성 요소는 사용자가 요청한 정보를 얻기 위해 분주합니다.

그러나 대부분의 사람들은 작업을 완료하기 위해 백그라운드에서 작동하는 메커니즘에 대해 거의 알지 못합니다. 실제로 네트워크, 구성 요소 및 관련 개념은 현대 사용자의 일상 생활에서 중요한 역할을 합니다.

이 기사에서는 네트워킹 개념에 더 가까워지기 위해 캡슐화 및 캡슐화 해제에 대해 설명합니다.

의 시작하자!

데이터 캡슐화 및 캡슐화 해제란 무엇입니까?

데이터 캡슐화 : 네트워킹에서 데이터 캡슐화란 OSI 또는 TCP/IP 네트워크 모델에서 소스에서 대상으로 이동할 때 데이터 항목에 추가 기능을 제공하기 위해 더 많은 정보를 추가하는 것을 의미합니다.

데이터 캡슐화를 통해 데이터의 헤더나 푸터에 프로토콜 정보를 추가하여 데이터 전송이 제대로 이루어지도록 합니다. 응용 프로그램 계층에서 물리 계층까지 발신자 측에서 발생합니다. 여기서 각 계층은 이전 계층에서 캡슐화된 정보를 수신하고 더 많은 데이터를 추가하여 더 캡슐화하고 다음 계층으로 보냅니다.

이 프로세스에는 오류 감지, 데이터 시퀀싱, 혼잡 제어, 흐름 제어, 라우팅 데이터 등이 포함될 수 있습니다.

데이터 캡슐화 해제 : 데이터 캡슐화의 역순입니다. 캡슐화된 데이터는 원래 정보를 얻기 위해 수신기 측의 물리적 계층에서 애플리케이션 계층으로 이동하는 동안 수신된 데이터에서 제거됩니다.

이 프로세스는 발신자 측의 캡슐화된 계층과 동일한 계층에서 발생합니다. 새로 추가된 헤더 및 트레일러 정보는 데이터에서 제거됩니다.

궁극적으로 데이터는 각 계층의 송신자 측에서 캡슐화되고 TCP/IP 또는 OSI 네트워크 모델의 동일한 계층에서 수신자 측에서 캡슐화 해제됩니다.

프로토콜 데이터 단위(PDU)란 무엇입니까?

PDU(Protocol Data Unit)는 데이터 전송 시 OSI 또는 TCP/IP 모델의 모든 계층에서 데이터 항목에 첨부되는 제어 데이터를 의미합니다. 이 정보는 데이터 항목의 필드 헤더에 추가되지만 끝이나 트레일러에 추가됩니다.

따라서 네트워크 모델의 각 계층은 PDU를 활용하여 인접 계층과 상호 작용하고 데이터를 교환합니다. 이러한 PDU는 각 계층에서 데이터에 추가하여 캡슐화됩니다. 각 PDU에는 포함된 데이터에 따라 이름이 지정됩니다. 목적지에 위치한 인접 계층은 데이터가 제거되어 다음 계층으로 전달되기 전에만 데이터를 읽을 수 있습니다.

OSI 모델의 PDU

위에서 설명한 것처럼 각 OSI 모델 계층의 PDU에는 이름이 지정됩니다. 실제로 아래 표에 나열된 것처럼 다른 모델의 다른 계층에 있는 캡슐화된 데이터에 대해 다른 용어가 사용됩니다.

TCP/IP 네트워크의 애플리케이션 계층과 OSI 모델의 애플리케이션, 프레젠테이션 및 세션 계층에서는 단순히 "데이터"라고 부르지만 두 모델의 다른 계층에서는 다릅니다.

그것들을 하나씩 자세히 이해하고 네트워킹에서 그것들의 중요성을 이해합시다.

전송 계층 PDU

전송 계층에서 프로토콜 데이터 단위는 "세그먼트"라고 합니다. 레이어는 헤더를 생성한 다음 데이터 조각과 함께 첨부합니다. 여기서 데이터 단위에는 모든 데이터 조각을 재조립하기 위해 원격 호스트에서 사용할 데이터가 포함됩니다.

따라서 전송 계층에서 데이터 조각이 있는 헤더를 계층이 추가 처리를 위해 다음 계층(네트워크 계층)으로 전송할 세그먼트라고 합니다.

네트워크 계층 PDU

네트워크 계층의 PDU를 "패킷"이라고 합니다. 네트워크 계층은 유사하게 전송 계층에서 수신하는 모든 세그먼트에 대한 헤더를 생성합니다. 헤더에는 라우팅 및 주소 지정에 대한 데이터가 포함됩니다.

네트워크 계층이 헤더를 만든 후 세그먼트에 연결합니다. 여기에서 데이터 항목이 패킷이 되어 다음 계층으로 이동합니다.

데이터 링크 계층 PDU

이 계층에서 PDU는 "프레임"으로 알려져 있습니다. 데이터 링크 계층은 이전 계층에서 패킷을 수신한 다음 수신된 각 패킷에 대한 헤더 및 트레일러를 생성합니다. 이 헤더에는 원본 컴퓨터의 주소, 대상 컴퓨터의 주소 등과 같은 스위칭 데이터가 있습니다. 반면에 트레일러에는 손상된 데이터 패키지에 대한 데이터가 있습니다.

데이터 링크 계층은 헤더 및 트레일러 정보를 패킷에 첨부합니다. 이것은 데이터 단위가 프레임이 되어 다음 계층(물리적 계층)으로 보내질 때입니다.

물리적 계층 PDU

물리 계층의 PDU는 "비트"로 알려져 있습니다. 물리 계층은 이전 계층에서 프레임을 가져온 다음 전송 매체로 전달할 수 있는 형식으로 변환합니다. 비트는 이 형식에 지나지 않습니다.

캡슐화 작동 방식

캡슐화는 시작하고 끝나는 데이터 또는 패킷 단위에서 발생합니다. 시작 부분은 헤더이고 끝 부분은 예고편입니다. 그리고 헤더와 트레일러 사이의 데이터를 페이로드라고 할 수 있습니다.

패킷의 헤더는 패킷의 시작을 표시하고 전달된 정보를 식별하는 초기 바이트에 데이터를 포함합니다. 이제 패킷이 원본 컴퓨터에서 대상 컴퓨터로 이동합니다. 또한 헤더에는 모든 프로토콜이 명확한 형식을 가지고 있기 때문에 사용되는 프로토콜을 기반으로 데이터가 포함됩니다.

또한 패킷의 트레일러는 패킷의 끝에 도달한 수신 컴퓨터를 가리킵니다. 전체 패킷을 수신했는지 여부를 확인하기 위해 장치에서 사용하는 오류 검사 값이 있을 수 있습니다.

단계별 캡슐화 프로세스:

1단계 : OSI 모델의 애플리케이션, 프레젠테이션 및 세션 계층 또는 TCP/IP 모델의 애플리케이션 계층은 사용자의 데이터를 데이터 스트림으로 받아들입니다. 그런 다음 데이터를 캡슐화하여 다음 계층, 즉 전송 계층으로 전달합니다. 그러나 이것이 반드시 이 데이터에 머리글이나 바닥글을 추가한다는 의미는 아닙니다. 응용 프로그램에 따라 다르며 필요한 머리글이나 바닥글만 추가합니다.

2단계 : 데이터가 TCP/IP 및 OSI 모델 모두에서 전송 계층으로 이동함에 따라 계층은 상위 계층에서 오는 데이터 스트림을 사용하고 이를 여러 조각으로 나눕니다. 이 계층은 세그먼트라고 하는 각 데이터 조각에 적합한 헤더를 추가하여 데이터 캡슐화를 수행합니다. 추가된 헤더에는 시퀀싱 정보가 포함되어 있으므로 수신자 측에서 세그먼트가 다시 조립됩니다.

3단계: 이제 헤더 정보가 추가된 데이터 항목은 네트워크 계층(OSI 모델) 또는 인터넷 계층(TCP/IP 모델)이라는 후속 계층으로 이동합니다. 계층은 이전 계층에서 세그먼트를 가져오고 데이터가 제대로 전달되도록 필요한 라우팅 정보를 추가하여 캡슐화를 수행합니다. 캡슐화 후 데이터는 이 계층에서 데이터그램 또는 패킷이 됩니다.

4단계 : 이제 데이터 패킷이 TCP/IP 또는 OSI 모델의 데이터 링크 계층으로 이동합니다. 계층은 패킷을 가져와 머리글과 바닥글을 첨부하여 캡슐화합니다. 이 시점에서 헤더에는 데이터가 수신 하드웨어 구성 요소에 제대로 전달되도록 하는 전환 정보가 있습니다. 반대로 트레일러에는 오류 감지 및 완화와 관련된 데이터가 있습니다. 이 단계에서 데이터는 프레임이 되어 최종 레이어로 이동합니다.

5단계: 데이터 링크 계층에서 오는 데이터 프레임은 이제 TCP/IP 또는 OSI 모델의 물리 계층으로 이동합니다. 계층은 데이터를 비트 또는 데이터 신호로 변환하여 캡슐화합니다.

캡슐화 해제 작동 방식

역캡슐화는 OSI 또는 TCP/IP 모델의 물리적 계층에서 애플리케이션 계층까지 캡슐화의 역순으로 작동합니다. 발신자 측에서 캡슐화하는 동안 데이터 조각에 추가된 모든 추가 정보는 수신자 측으로 이동하는 동안 제거됩니다.

캡슐화 해제가 작동하는 단계별 프로세스는 다음과 같습니다.

1단계 : 물리적 계층에서 캡슐화된 데이터(비트 또는 데이터 신호라고 함)는 계층에서 이를 캡슐화 해제하기 위해 가져옵니다. 이제 데이터는 데이터 프레임이 되어 상위 계층 또는 데이터 링크 계층으로 전달됩니다.

2단계 : 데이터 링크 계층은 이제 이러한 데이터 프레임을 가져와 캡슐화 해제합니다. 계층은 또한 데이터 프레임의 헤더가 올바른 하드웨어로 전환되었는지 확인합니다. 데이터 프레임이 잘못되었거나 올바르지 않은 대상에 해당하는 경우 폐기됩니다. 하지만 맞습니다. 레이어는 데이터 프레임의 트레일러에서 정보를 확인합니다.

트레일러 또는 데이터에서 오류를 발견하면 데이터 재전송을 요청합니다. 그러나 트레일러에 올바른 정보가 있는 경우 계층은 이를 캡슐화 해제하여 데이터그램 또는 데이터 패킷을 형성한 다음 상위 계층으로 전달합니다.

3단계: 데이터 링크 계층에서 오는 데이터 패킷은 이제 인터넷 계층(TCP/IP 모델) 또는 네트워크 계층(OSI 모델)으로 이동합니다. 계층은 패킷을 캡슐화 해제하고 데이터 세그먼트를 형성합니다.

계층은 올바른 대상으로 라우팅되는 경우 라우팅 정보에 대한 패킷 헤더를 확인합니다. 올바르게 라우팅되지 않으면 데이터 패킷이 삭제됩니다. 그러나 올바른 라우팅 정보가 있는 경우 계층은 이를 캡슐화 해제하고 상위 계층, 즉 전송 계층으로 보냅니다.

4단계 : 인터넷 계층 또는 네트워크 계층에서 오는 데이터 세그먼트는 TCP/IP 및 OSI 모델 모두에서 전송 계층으로 이동합니다. 전송 계층은 세그먼트를 가져오고 헤더 정보를 확인합니다. 다음으로 세그먼트를 재조립하고 데이터 스트림을 형성한 다음 상위 계층으로 이동합니다.

5단계 : 전송 계층의 데이터 스트림은 TCP/IP 모델의 애플리케이션 계층에 도달합니다. OSI 모델에서는 세션 계층, 프레젠테이션 계층, 그리고 마지막으로 애플리케이션 계층에 도달합니다. 계층(들)은 데이터 스트림을 가져와 캡슐화 해제하면서 애플리케이션별 데이터만 수신자의 컴퓨터 또는 애플리케이션으로 전달합니다.

캡슐화의 장점

네트워킹에서 캡슐화의 장점은 다음과 같습니다.

#1. 데이터 보안

캡슐화는 무단 액세스로부터 데이터 보안 및 개인 정보 보호를 강화하는 데 도움이 됩니다. 그리고 현재 시나리오에서 데이터 보호가 얼마나 중요한지 알고 있습니다. 따라서 데이터 도용, 공격 등과 같은 온라인 위험을 피할 수 있습니다. 또한 복잡성 없이 지정된 수준의 사용자에게 액세스 권한을 부여할 수 있습니다.

#2. 신뢰할 수 있는 데이터

캡슐화는 핵심 데이터의 무결성을 보장하므로 어떤 클라이언트 코드로도 변조될 수 없습니다. 또한 핵심 정보가 외부 개체에 표시되는지 여부도 결정합니다. 데이터 캡슐화가 없으면 데이터의 작은 변화도 네트워크에 손상을 줄 수 있습니다.

#삼. 추가된 특징 및 기능

캡슐화에서 데이터는 다른 계층에 추가됩니다. 이것은 네트워크를 통한 발신자와 수신자 간의 데이터 전송에 더 많은 기능을 추가합니다. 이러한 기능은 데이터 흐름 제어, 라우팅, 오류 감지, 데이터 시퀀싱 등이 될 수 있습니다. 이것은 또한 데이터 전송이 적절하고 효과적일 수 있도록 도와줍니다.

#4. 효과적인 의사 소통

캡슐화 및 캡슐화 해제는 네트워크에서 동시에 실행됩니다. 캡슐화는 발신자 측에서 실행되고 캡슐 해제는 수신자 측에서 수행됩니다. 이것은 수신자와 발신자 모두에게 필수적인 커뮤니케이션을 보다 효과적으로 만듭니다.

#5. 손쉬운 유지 보수

오류는 어떤 이유로든 언제든지 발생할 수 있으며 이로 인해 두 끝 사이의 데이터 전송이 중단될 수 있습니다. 그러나 데이터에 수행되는 캡슐화는 연결을 보호하고 데이터 변조를 방지하는 데 도움이 됩니다. 따라서 핵심 정보가 안전하게 유지되어 오류 가능성이 줄어들고 유지 관리가 쉬워집니다.

결론

데이터 캡슐화 및 캡슐화 해제는 네트워킹의 중요한 측면입니다. 이러한 기술은 더 나은 데이터 보안, 개인 정보 보호, 안정성 및 효과적인 통신을 통해 네트워크 내에서 데이터의 적절한 흐름을 보장합니다.