PDU(Protocol Data Unit)(면접을 위한 CS 전공지식 노트)

PDU(Protocol Data Unit)

PDU(Protocol Data Unit)

PDU는 "Protocol Data Unit"의 약어로, 네트워크 통신에서 데이터 전송을 위한 기본 단위를 말합니다.

네트워크 계층 모델을 기반으로 한 컴퓨터 네트워킹에서 데이터는 여러 개의 계층으로 나누어 전송됩니다.

각 계층은 특정한 기능을 수행하며, 이러한 계층 간의 통신은 PDU를 통해 이루어집니다.
네트워크 계층 모델은 일반적으로 OSI (Open Systems Interconnection) 모델이나 TCP/IP 모델과 같은

형태를 가집니다.

 

계층

물리 계층 (Physical Layer): 

물리적으로 데이터를 전송하기 위한 매체와 전기 신호를 다룹니다.

데이터 링크 계층 (Data Link Layer): 

물리적인 연결을 통해 인접한 시스템 간의 통신을 관리하며, 오류 검출과 수정을 위한 메커니즘을 

제공합니다. 데이터 프레임은 이 계층의 PDU입니다.

네트워크 계층 (Network Layer): 

경로 설정과 데이터 전달을 다루며, 라우팅과 패킷 전달을 담당합니다. 

이 계층에서 사용되는 PDU를 일반적으로 패킷이라고 합니다.

전송 계층 (Transport Layer): 

데이터의 신뢰성 있는 전송을 보장하며, 흐름 제어와 오류 복구 기능을 제공합니다. 

세그먼트나 데이터그램이 이 계층의 PDU입니다.

세션 계층 (Session Layer): 

통신 세션을 설정하고 유지하며, 데이터 교환의 동기화를 관리합니다.

표현 계층 (Presentation Layer): 

데이터의 형식 변환, 암호화, 압축 등의 데이터 표현을 다루며, 서로 다른 데이터 형식 간의 상호 운용성을 

제공합니다.

응용 계층 (Application Layer): 

최종 사용자를 위한 서비스와 애플리케이션을 제공하며, 사용자 데이터가 이 계층의 PDU입니다.

각 계층 간의 데이터 교환은 상위 계층에서 만든 PDU가 하위 계층으로 전달되고,

하위 계층에서 생성한 PDU는 상위 계층으로 전달됩니다.

이렇게 계층 간의 데이터 교환을 통해 네트워크 통신이 원활하게 이루어집니다.

 

PDU의 특징

계층 구조와 캡슐화: 

네트워크 계층 모델에서 PDU는 계층 간의 데이터 전달을 위한 중요한 개념입니다. 

각 계층에서 생성된 PDU는 하위 계층으로 전달되며, 이때 캡슐화라는 과정을 통해 하위 계층의 PDU 안에 

상위 계층의 PDU가 포함됩니다.

헤더와 페이로드: 

PDU는 일반적으로 헤더와 페이로드로 구성됩니다. 

헤더에는 해당 계층의 제어 정보와 메타데이터가 들어있으며, 페이로드는 실제 데이터 자체를 

포함합니다. 

이 구조는 계층 별로 필요한 제어 정보와 데이터를 분리하여 처리할 수 있도록 도와줍니다.

프레임 구조: 

데이터 링크 계층에서는 데이터 프레임이 PDU의 예시입니다. 

데이터 프레임은 목적지 및 소스 주소, 오류 검출을 위한 체크섬 등의 헤더와 실제 데이터 부분으로 

나뉩니다. 

네트워크 통신에서 신뢰성 있는 데이터 전달을 위해 이러한 구조가 사용됩니다.

패킷 구조:

네트워크 계층에서는 데이터 패킷이 PDU의 예시입니다.

패킷은 출발지와 목적지 IP 주소, 라우팅 정보 등의 헤더와 실제 전송할 데이터가 포함되어 있습니다.

이 계층에서 라우팅과 패킷 전달이 이루어지며, 패킷의 구조가 이러한 과정을 지원합니다.

세그먼트와 데이터그램: 

전송 계층에서는 세그먼트나 데이터그램이 PDU의 예시입니다. 

이 계층은 데이터의 신뢰성과 흐름 제어를 관리하기 위한 기능을 제공하며, 

이를 위해 세그먼트화된 데이터나 데이터그램이 생성됩니다.

응용 데이터: 

응용 계층에서는 최종 사용자 데이터가 PDU로 사용됩니다. 

이 계층은 실제 사용자에게 제공되는 서비스와 애플리케이션을 담당하며, 

사용자 데이터를 처리하여 상위 계층으로 전달합니다.

이러한 특징들은 네트워크 통신에서 데이터가 어떻게 구조화되고 전달되는지를 이해하는 데 도움을 줍니다.

 

캡슐화와 비캡슐화

캡슐화 (Encapsulation):
데이터가 상위 계층에서 하위 계층으로 전달될 때, 상위 계층에서 생성한 데이터에 하위 계층에서 필요한 

정보를 추가하여 전달하는 과정을 말합니다.
각 계층은 자신의 헤더에 해당하는 정보를 데이터에 추가하여 패킷을 생성합니다.
계층 간의 통신에서 데이터의 보호, 흐름 제어, 주소 지정 등을 위해 필요한 정보를 헤더에 추가하며, 

이 정보는 하위 계층에서 사용됩니다.

비캡슐화 (Decapsulation):
하위 계층에서 생성한 데이터를 상위 계층으로 전달할 때, 

하위 계층에서 추가한 정보를 제거하여 필요한 데이터만을 전달하는 과정을 말합니다.
각 계층은 자신의 헤더에 해당하는 정보를 추출하여 상위 계층에 전달합니다.
상위 계층에서는 하위 계층에서 추가한 정보를 이해하지 않아도 되고, 오직 상위 계층에서 필요한 

데이터만을 사용할 수 있습니다.
캡슐화와 비캡슐화는 계층화된 네트워크 모델에서 데이터를 처리하고 전달하는 과정을 효율적으로 

관리하기 위한 메커니즘입니다. 

이 두 과정을 통해 각 계층은 자신이 담당하는 역할에만 집중하며, 데이터가 계층 간에 원활하게 

이동할 수 있도록 됩니다.

 

 

*바쁜 사람을 위한 깜찍한 정리

PDU는 네트워크 통신에서 데이터 전송을 위한 기본 단위를 말하며 컴퓨터 네트워킹에서 데이터를 여러 개의 계층으로 나뉘어 전송됩니다. 여기서 PDU는 헤더와 데이터 자체인 페이로드로 구성되어 있는데 헤더는 사용자 세션 정보, 추가적인 제어 정보가 담기고 페이로드는 보내주는 파라미터(데이터 정보), 실제 사용자 데이터들이 담겨 들어갑니다. 여기서 헤더와 페이로드가 담겨 있는 형태를 캡슐화라고 하고 헤더를 제거하는 것을 비캡슐화라고 부릅니다. 비캡슐화는 헤더 즉 주소가 필요 없는 하위 계층에서 생성한 데이터를 상위 계층으로 전달할 때 사용됩니다. 예로는 슈퍼마켓에서 재고를 옮기는 과정에서 물건들을 처리하는 한 덩어리의 데이터 단위를 말하고 물건이 너무 많아 짐수레를 이동시키는 것을 캡슐화라고 하고 이동시킨 짐수레가 목적지에 도착해서 박스 상자에 담겨야 하는데 해당하는 물건만 옮기는 과정을 비캡슐화라고 생각하면 편할 거 같다.