TCP/IP 4계층과 캡슐화
쉽게 말하면
실제 인터넷은 OSI의 7단계 대신 4단계짜리 TCP/IP 방식으로 움직여요. 데이터를 보낼 때는 위층부터 차례로 자기 주소표를 덧붙이고(포장), 받을 때는 아래층부터 하나씩 떼어 내요(개봉). 이 포장과 개봉을 캡슐화·역캡슐화라고 해요.
시험용 정의
TCP/IP 모델은 실제 인터넷이 쓰는 4계층 구조로, 아래에서부터 네트워크 접근(링크) → 인터넷 → 전송 → 응용 계층이다. 보낼 때 각 계층이 자기 헤더를 붙이는 것을 캡슐화, 받을 때 떼어 내는 것을 역캡슐화라고 한다.
비유로 이해하기
선물 포장이다. 물건(데이터)을 상자에 넣고(TCP 헤더), 그 상자를 택배 봉투에 넣고(IP 헤더), 다시 트럭용 팔레트에 싣는다(이더넷 헤더). 받는 사람은 팔레트 → 봉투 → 상자 순서로 연다.
자세히
그림으로 보기: TCP/IP 4계층과 OSI
- 응용 (OSI 5~7)HTTP·FTP·SMTP·DNS·Telnet·SNMP
- 전송 (OSI 4)TCP·UDP
- 인터넷 (OSI 3)IP·ICMP·ARP·IGMP
- 네트워크 접근 (OSI 1~2)이더넷·Wi-Fi, 프레임과 신호
그림으로 보기: 캡슐화
- 데이터응용 계층이 만든 내용
- 세그먼트+ TCP 헤더(포트 번호)
- 패킷+ IP 헤더(출발·도착 IP)
- 프레임+ MAC 헤더와 트레일러(오류 검사)
- 비트케이블로 0과 1 신호
먼저 알아 둘 말
| 말 | 뜻 |
|---|---|
| 헤더 | 데이터 앞에 붙는 주소·제어 정보 |
| 트레일러 | 데이터 뒤에 붙는 정보. 이더넷 프레임의 오류 검사값(FCS) |
| 캡슐화 | 위 계층 데이터를 아래 계층이 자기 헤더로 감싸는 것 |
4계층과 OSI 대응
| TCP/IP 계층 | OSI 대응 | 프로토콜 | PDU |
|---|---|---|---|
| 응용 | 응용·표현·세션(5~7) | HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet, SSH, SNMP, DHCP | 메시지(데이터) |
| 전송 | 전송(4) | TCP, UDP | 세그먼트(TCP) / 데이터그램(UDP) |
| 인터넷 | 네트워크(3) | IP, ICMP, ARP, RARP, IGMP | 패킷(데이터그램) |
| 네트워크 접근 | 데이터링크·물리(1~2) | 이더넷, Wi-Fi, PPP | 프레임 / 비트 |
표에 나온 프로토콜, 한 줄로
| 프로토콜 | 하는 일 |
|---|---|
| HTTP | 웹페이지를 주고받는다 (HTTPS는 암호화한 것) |
| FTP | 파일을 올리고 내려받는다 |
| SMTP | 메일을 보낸다 (받아 볼 때는 POP3·IMAP) |
| DNS | www.naver.com 같은 이름을 IP 주소로 바꿔 준다 |
| Telnet / SSH | 다른 컴퓨터에 원격 접속한다. Telnet은 평문, SSH는 암호화 |
| SNMP | 네트워크 장비 상태를 모으고 감시한다 |
| DHCP | IP 주소를 자동으로 나눠 준다 |
| TCP | 연결을 맺고, 순서를 맞추고, 빠진 것은 다시 보내는 믿을 수 있는 전송 |
| UDP | 연결 없이 빠르게 던지는 전송. 빠진 건 다시 보내지 않는다 |
| IP | 패킷에 IP 주소를 붙여 목적지까지 길을 따라 옮긴다 |
| ICMP | 전달 중 생긴 오류를 알리고 상태를 점검한다 (ping이 이것) |
| ARP | IP 주소를 보고 그 기기의 MAC 주소를 알아낸다 |
| RARP | ARP의 반대. 내 MAC 주소로 내 IP 주소를 알아내던 옛 방식 (지금은 DHCP) |
| IGMP | 멀티캐스트(신청한 무리에게 보내는 방송)에 가입·탈퇴를 알린다 |
| 이더넷 | 랜선으로 잇는 유선 랜 규칙 |
| Wi-Fi | 전파로 잇는 무선 랜 규칙 |
| PPP | 두 장비를 1대1로 직접 잇는 링크 규칙 |
캡슐화 순서
보내는 쪽: 데이터 → [TCP 헤더 + 데이터] = 세그먼트 → [IP 헤더 + 세그먼트] = 패킷 → [이더넷 헤더 + 패킷 + FCS] = 프레임 → 비트로 전송.
받는 쪽은 반대로 프레임 → 패킷 → 세그먼트 → 데이터 순서로 헤더를 떼어 낸다. 중간 라우터는 3계층까지만 열어 IP 주소를 보고 다시 포장해 넘긴다.
시험에 이렇게 나와요
- 4계층 아래부터 → 네트워크 인터페이스 → 인터넷 → 전송 → 응용
- 헤더·트레일러를 붙이는 과정 → 캡슐화, 떼어 내는 과정 → 역캡슐화
- 응용 계층이 아닌 것 → ICMP(인터넷 계층) / 전송 계층 → TCP·UDP
- OSI와 대응 → HTTP는 응용 계층 (표현 계층이 아님)
확인 문제
Q1. TCP/IP 모델에서 IP와 ICMP가 속하는 계층은?
- 전송 계층
- 네트워크 접근 계층
- 인터넷 계층
- 응용 계층
정답 보기
3번 인터넷 계층
IP·ICMP·ARP·IGMP는 인터넷 계층(OSI의 네트워크 계층)이다. TCP·UDP는 전송, HTTP·DNS는 응용, 이더넷은 네트워크 접근 계층.
Q2. TCP/IP의 응용 계층은 OSI의 어느 계층들에 해당하나?
- 1~2
- 3
- 5~7
- 4
정답 보기
3번 5~7
응용·표현·세션 계층을 합친 것과 같다.
Q3. 다음 중 인터넷 계층 프로토콜이 아닌 것은?
- ICMP
- UDP
- ARP
- IP
정답 보기
2번 UDP
UDP는 전송 계층이다. IP, ARP, ICMP는 인터넷 계층 프로토콜이다.
Q4. 캡슐화에서 IP 헤더가 붙은 단위를 무엇이라 하나?
- 세그먼트
- 패킷
- 비트
- 프레임
정답 보기
2번 패킷
IP 헤더 + 세그먼트 = 패킷.
헷갈리기 쉬운 O·X
역캡슐화는 받는 쪽에서 아래 계층부터 헤더를 떼어 내는 과정이다.
정답 보기
O 프레임 → 패킷 → 세그먼트 → 데이터.
TCP/IP 모델은 7계층이다.
정답 보기
X 4계층이다(교재에 따라 물리를 나눠 5계층으로 설명하기도 한다).
DNS는 TCP/IP의 응용 계층 프로토콜이다.
정답 보기
O 이름을 IP로 바꿔 주는 응용 서비스다.