1. OSI 7계층과 TCP/IP 4계층
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네트워크 프로토콜 계층은 OSI 7계층과 TCP/IP 4계층으로 나눌 수 있다.
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IP프로토콜 보다 더 높은 계층에 TCP 프로토콜이 존재하기 때문에 IP 프로토콜의 한계를 보완할 수 있다.
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TCP/IP 4 계층은 OSI 7 계층보다 먼저 개발되었으며 TCP/IP 프로토콜의 계층은 OSI 모델의 계층과 정확하게 일치하지는 않는다. 실제 네트워크 표준은 업계표준을 따르는 TCP/IP 4 계층에 가깝다.
채팅 프로그램에서 메시지를 전송할 때의 과정
- HTTP 메시지가 생성되면 Socket을 통해 전달된다.
프로그램이 네트워크에서 데이터를 송수신할 수 있도록, "네트워크 환경에 연결할 수 있게 만들어진 연결부"가 네트워크 소켓(Socket)이다.
- IP 패킷을 생성하기 전 TCP 세그먼트를 생성한다. 이렇게 생성된 TCP/IP 패킷은 LAN 카드와 같은 물리적 계층을 지나기 위해 이더넷 프레임 워크에 포함되어 서버로 전송된다.
1) TCP / IP 패킷
- TCP 세그먼트에는 IP 패킷의 출발지 IP와 목적지 IP 정보를 보완할 수 있는 출발지 PORT, 목적지 PORT, 전송 제어, 순서, 검증 정보 등을 포함한다.
2. TCP의 특징
- TCP란 Transmission Control Protocol, 즉 전송 제어 프로토콜을 말한다.
1) 연결 지향 - TCP 3 way handshake(가상 연결)
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TCP는 장치들 사이에 논리적인 접속을 성립하기 위하여 3 way handshake를 사용하는 연결지향형 프로토콜이다.
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연결 방식은 아래와 같다.
- 클라이언트가 서버에 접속을 요청하는 SYN 패킷을 보낸다.
- 서버는 SYN요청을 받고 클라이언트에게 요청을 수락한다는 ACK 와 SYN가 설정된 패킷을 발송하고 클라이언트가 다시 ACK으로 응답하기를 기다린다.
- 클라이언트가 서버에게 ACK를 보내면 이 이후로부터 연결이 성립되며 데이터를 전송할 수 있다.
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만약 서버거 꺼져있다면 클라이언트가 SYN을 보내고 서버에서 응답이 없기 때문에 데이터를 보내지 않는다.
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현재는 최적화가 이루어져 3번 ACK를 보낼때 데이터를 함께 보내기도 한다.
2). 데이터 전달 보증
- TCP는 데이터 전송이 성공적으로 이루어진다면 이에 대한 응답을 돌려주기 때문에 IP 패킷의 한계인 비연결성을 보완할 수 있다.
3) 순서 보장(신뢰할 수 있는 프로토콜)
- 만약 패킷이 순서대로 도착하지 않는다면 TCP 세그먼트에 있는 정보를 토대로 다시 패킷 전송을 요청할 수 있다. 이를 통하여 IP 패킷의 한계인 비신뢰성(순서를 보장하지 않음)을 보완할 수 있다.
3. UDP(User Datagram Protocol)의 특징
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UDP란 User Datagram Protocol, 즉 사용자 데이터그램 프로토콜을 말한다.
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UDP는 IP에 PORT, 체크섬 필드 정보만 추가된 단순한 프로토콜이다.
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TCP 특징과 비교하여 신뢰성은 낮지만 3 way handshake 방식을 사용하지 않기 때문에 TCP와 비교해 빠른 속도를 보장한다.
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HTTP3는 UDP를 사용하며 이미 여러 기능이 구현된 TCP보다는 하얀 도화지처럼 커스터마이징이 가능하다는 장점이 있다.
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쉽게 말해 TCP와 UDP의 차이는 좋은 기능이 다 들어있는 무거운 라이브러리와 필요한 기능만 들어있는 가벼운 라이브러리로 비교할 수 있다.
체크섬(checksum)
체크섬(checksum)은 중복 검사의 한 형태로, 오류 정정을 통해, 공간(전자 통신)이나 시간(기억 장치) 속에서 송신된 자료의 무결성을 보호하는 단순한 방법이다.
