CIP, 산업용 프로토콜이 6,7계층 해당한다는 의미를 정리

6계층장비, 7계층 장비에서 처리하는 역할, 즉 CIP 산업용 장비에서 오는 패킷을 6,7계층에서 주로 처리하고, 1부터 5계층은 6,7계층에서 처리된 패킷을 이동하는 역할만 하는건가요?

 

네, 기본적으로는 그렇게 이해하셔도 무방합니다. 하지만 좀 더 정확하고 미묘한 차이를 설명해 드릴게요.

6, 7계층 (CIP 산업용 장비)의 역할: '무엇을 할 것인가'와 '어떻게 표현할 것인가'

• 주요 역할: 6, 7계층 장비(여기서는 CIP를 사용하는 PLC, 로봇 컨트롤러, HMI 등 산업용 제어 장비)는 통신의 목적과 내용을 다룹니다.
  • 7계층 (응용 계층):
    • 제어 명령 생성: "모터 1번을 시속 100rpm으로 회전시켜라", "센서 5번의 현재 온도를 읽어라", "밸브 3번을 열어라"와 같은 실질적인 산업 제어 명령이나 데이터 요청을 생성합니다.
    • 서비스 요청/제공: 특정 장비가 제공하는 서비스(예: 펌웨어 업데이트, 설정 변경)를 요청하거나 응답합니다.
    • 데이터 의미 파악: 수신된 데이터가 어떤 의미를 가지는지 해석하여 실제 공정 제어에 반영합니다.
  • 6계층 (표현 계층):
    • 데이터 형식 정의/변환: CIP의 객체 모델에 따라 데이터(예: 온도 값, 속도 값, 장비 상태)를 표준화된 형식으로 정의하고 변환합니다. 예를 들어, "온도는 16비트 정수형으로 표현한다"거나, "알람 코드는 특정 열거형 값으로 표현한다"는 식입니다.
    • 데이터의 구조화: 복잡한 데이터를 장비들이 이해할 수 있는 구조(예: 센서 데이터는 {값: 25.5, 단위: "Celsius", 상태: "OK"})로 만듭니다.
• 핵심: CIP 산업용 장비는 6, 7계층에서 무엇을 제어할지, 어떤 데이터를 주고받을지, 그리고 그 데이터와 명령을 어떤 형식으로 표현할지를 결정하고 처리합니다. 여기서 실질적인 '두뇌' 역할을 하는 부분이 많습니다.

1~5계층의 역할: '어떻게 이동시킬 것인가'

• 주요 역할: 1~5계층의 장비(스위치, 라우터, 케이블 등)와 프로토콜(이더넷, IP, TCP/UDP)은 6, 7계층에서 생성된 데이터를 목적지까지 안전하고 효율적으로 '이동'시키는 역할을 담당합니다. 이 계층들은 데이터의 '내용'을 이해하거나 변경하는 것이 아니라, 데이터를 '캡슐화'하고 '전달'하는 데 집중합니다.
  • 4계층 (전송 계층): 6, 7계층에서 내려온 데이터를 신뢰성 있게(TCP) 또는 빠르게(UDP) 전달하기 위해 포트 번호를 붙이고, 데이터 유실/순서 변경 등을 관리합니다.
  • 3계층 (네트워크 계층): 데이터에 IP 주소를 붙여 네트워크를 넘어 목적지까지 '경로'를 찾아줍니다. 라우터가 이 역할을 합니다.
  • 2계층 (데이터 링크 계층): 동일한 로컬 네트워크 내에서 MAC 주소를 이용해 데이터를 정확한 장비로 전달하고, 물리 계층에서의 오류를 감지합니다. 스위치와 랜카드가 이 역할을 합니다.
  • 1계층 (물리 계층): 데이터를 전기 신호 등으로 변환하여 실제 케이블을 통해 전송합니다. 케이블, 허브, 리피터 등이 여기 해당합니다.

왜 '이동하는 역할만'이라고 표현할 수 있는가?

그렇습니다. 1~5계층 장비들은 6, 7계층에서 정의된 산업 제어 명령이나 데이터의 내용 자체를 이해하거나 조작하지 않습니다.

예를 들어, 라우터(3계층 장비)는 CIP 패킷을 받을 때, 그 패킷 안에 "모터 속도를 100rpm으로 해라"는 명령이 담겨 있는지 모릅니다. 라우터는 그저 패킷의 IP 헤더에 있는 출발지/목적지 IP 주소만을 보고, 해당 패킷을 가장 효율적인 경로로 다음 라우터나 목적지로 전달하는 역할만 할 뿐입니다. 스위치(2계층 장비)도 마찬가지로 MAC 주소만을 보고 데이터를 포워딩합니다.

마치 택배 회사와 같습니다:

• 6, 7계층: 고객이 택배 상자에 담는 물건(데이터)과 그 물건의 용도(제어 명령), 그리고 주소와 보내는 사람의 이름 같은 라벨을 붙이는 과정입니다. 고객(산업용 장비)은 이 내용물이 무엇인지 정확히 알고 있습니다.
• 1~5계층: 택배 상자의 내용물에는 관심 없고, 상자에 붙은 주소(IP, MAC 주소)와 무게(패킷 크기)만 보고, 가장 빠른 길로 배달(이동)하는 역할을 합니다.

따라서, CIP 산업용 장비에서 오는 패킷의 '의미'와 '실질적인 처리'는 6, 7계층에서 이루어지고, 1~5계층은 그 '의미 있는 패킷'을 목적지까지 '운반'하는 기반 역할을 한다고 이해하는 것이 가장 정확합니다.