네트워크에서의 캡슐화와 역캡슐화 이해하기

네트워크를 공부하다 보면 빠지지 않고 등장하는 개념이 있습니다. 바로 **캡슐화(encapsulation)**와 **역캡슐화(decapsulation)**입니다. 데이터가 어떻게 만들어지고, 전송되며, 다시 해석되는지 알기 위해 반드시 이해해야 하는 과정입니다.

오늘은 이 과정을 OSI 5계층 구조(응용, 전송, 네트워크, 데이터 링크, 물리 계층)와 함께 살펴보고, 각 계층에서 다루는 **PDU(Protocol Data Unit)**까지 정리해보겠습니다.

 

1. 캡슐화 (Encapsulation)

캡슐화란, 각 계층의 프로토콜 목적과 특징에 맞게 헤더(Header)와 때로는 트레일러(Trailer)를 추가하는 과정을 의미합니다.
즉, 응용 계층에서 내려온 데이터를 각 계층이 자신에게 필요한 제어 정보를 덧붙여 점점 더 완성된 전송 단위로 만드는 과정입니다.

• 응용 계층: 사용자가 생성한 데이터(메시지)가 내려옴
• 전송 계층: 데이터 앞에 **전송 계층 헤더(포트 번호, 순서 정보 등)**를 붙임 → 이 전체가 네트워크 계층의 페이로드가 됨
• 네트워크 계층: 여기에 **IP 헤더(출발지·목적지 주소 등)**를 추가 → IP 패킷 형성
• 데이터 링크 계층: MAC 주소를 담은 프레임 헤더와 트레일러를 붙임 → 프레임 형성
• 물리 계층: 최종적으로 신호(비트 단위)로 변환되어 전송

이렇게 단계별로 감싸지는 모습이 마치 "양파 껍질"을 덧붙이는 과정 같다고 하여 캡슐화라고 부릅니다.

 

2. 역캡슐화 (Decapsulation)

수신 측에서는 이 과정을 반대로 수행합니다. 즉, 각 계층이 자신에게 붙은 헤더(및 트레일러)를 해석하고 제거한 뒤, 상위 계층에 데이터를 넘겨주는 과정이 역캡슐화입니다.

• 물리 계층: 신호를 비트로 변환
• 데이터 링크 계층: 프레임 단위로 수신 → 헤더·트레일러 제거 후 페이로드 전달
• 네트워크 계층: IP 패킷 해석 후 상위 전송 계층으로 전달
• 전송 계층: 세그먼트의 헤더 확인 후 응용 계층으로 메시지 전달
• 응용 계층: 최종적으로 사용자가 보낸 원래 데이터 확인

송신 측에서 "포장"한 데이터를 수신 측에서 하나하나 "풀어내는" 과정이 바로 역캡슐화입니다.

 

3. PDU (Protocol Data Unit)

각 계층에서 송수신되는 데이터의 단위를 PDU라고 부릅니다.
즉, **상위 계층의 데이터 + 현재 계층에서 붙인 헤더(및 트레일러)**가 해당 계층의 PDU가 됩니다.

• 응용 계층: 데이터(Data, 메시지)
• 전송 계층: 세그먼트(Segment) 또는 데이터그램(Datagram)
• 네트워크 계층: 패킷(Packet)
• 데이터 링크 계층: 프레임(Frame)
• 물리 계층: 비트(Bit, 신호)

 

 

정리하면

현재 계층의 PDU = 상위 계층 데이터(페이로드) + 현재 계층의 헤더(+트레일러)

• 캡슐화: 송신 측에서 데이터를 계층별로 감싸며 내려보내는 과정
• 역캡슐화: 수신 측에서 계층별로 포장을 벗겨내며 데이터를 해석하는 과정
• PDU: 각 계층에서 정의된 데이터 단위 (메시지 → 세그먼트 → 패킷 → 프레임 → 비트)