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패킷의 구조

패킷의 구조와 캡슐화에 대해서 알아보자

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By Jeongbin Bang
패킷의 구조

encapsulation image

패킷의 구조1

패킷의 구조

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[ Ethernet Frame ]
 └─ Ethernet Header
     └─ IP Packet
         ├─ IP Header
         └─ IP Payload
             └─ TCP Segment
                 ├─ TCP Header
                 └─ TCP Payload
                     └─ HTTP Message
                         ├─ HTTP Header
                         └─ HTTP Body (Payload)


캡슐화 (Encapsulation)

데이터를 전송하기 위해 상위 계층에서 받은 데이터에 해당 계층의 헤더를 추가하는 과정

캡슐화 과정 (OSI 7계층 기준)

  1. 응용/표현/세션 계층: 데이터를 생성하고, 애플리케이션 정보(HTTP 등)를 붙여 세그먼트(Segment) 생성

  2. 전송 계층: 세그먼트에 TCP/UDP 헤더(포트 정보)를 붙여 세그먼트로 만듦

  3. 네트워크 계층: 세그먼트에 IP 헤더(IP 주소)를 붙여 패킷(Packet) 생성 (라우터 통과)

  4. 데이터 링크 계층: 패킷에 MAC 헤더(MAC 주소)와 트레일러를 붙여 프레임(Frame) 생성 (스위치, 허브 통과)

  5. 물리 계층(NIC): 프레임을 비트(0, 1)로 변환하여 물리적 매체(선)로 전송


역캡슐화 (Decapsulation)

수신된 데이터를 각 계층의 헤더를 제거하며 원래의 데이터로 되돌리는 과정

역캡슐화 과정 (OSI 7계층 기준)

  1. 물리 계층(NIC): 비트를 프레임으로 복원

  2. 데이터 링크 계층: MAC 헤더/트레일러 제거 -> 패킷 추출

  3. 네트워크 계층: IP 헤더 제거 -> 세그먼트 추출 (라우터는 IP 헤더만 보고 포워딩)

  4. 전송 계층: TCP/UDP 헤더 제거 -> 데이터 추출 (포트 확인)

  5. 응용/표현/세션 계층: 헤더 제거 후 원래의 애플리케이션 데이터(사용자 화면 등)로 변환.


OSI Model

캡술화, 역캡슐화 과정2


네트워크에서의 데이터 이동 과정

  1. Host PC에서 생성한 Ethernet Frame을 목적지를 향해 전송한다.

  2. 스위치는 Ethernet Frame을 읽고, MAC Table을 참조하여 목적지와 부합하는 라우터로 전달한다.

  3. 라우터는 Ethernet Frame을 읽을 수 없으므로, 역캡슐화하여 IP Datagram을 읽고 목적지로 가기 위한 경로에 있는 다음 라우터로 전달한다.

  4. 이 때, 라우터와 라우터 사이에서는 Data Link 계층의 WAN 프로토콜인 HDLC Frame 형태로 데이터를 전송해야하므로 HDLC 헤더를 붙여 Encapsulation한 후에 목적지 경로 Router에 데이터 전달한다.

  5. HDLC Frame을 전달받은 라우터는 Data Link 계층의 헤더를 읽을 수 없으므로 Decapsulation하여 Packet의 IP 헤더를 읽고 Ethernet 헤더를 Encapsulation 하여 목적지 Host PC로 데이터 전송


Network Diagram

네트워크 다이어그램3



Reference

  1. 출처 : https://easyitwanner.tistory.com/391 ↩︎

  2. 출처 : https://bytebytego.com/guides/what-is-osi-model/ ↩︎

  3. 출처 : https://www.gliffy.com/blog/how-to-create-a-network-diagram-with-gliffy ↩︎

TIL, Network
Network OSI7 Packet IP TCP HTTP Header. Payload
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