[네트워크] 기초 정리 2- Ethernet, UDP, TCP, IP

Ethernet, UDP, TCP, IP

• TCP/IP 에서의 OSI Model 적용
  switch는 기능을 의미하며 꼭 물리적인 장치를 뜻하지 않는다.

0. 프로토콜 이란?

프로토콜은 서로 다른 하드웨어와 운영체제 등이 서로 통신을 하기 위해 모든 요소에 정한 규칙을 의미한다.
각 프로토콜은헤더와 데이터 형태로 이루어져 있다.
즉 헤더에는 각 계층별 주소인 MAC,IP,Port가 들어가므로 프로토콜은 헤더에 의해 결정된다.

1. 각 프로토콜 1개 데이터 단위의 이름

• HTTP : Message 또는 Data, 또는 Packet
• TCP : Segment
• UDP : User Datagram
• Ethernet : Frame

2. TCP/IP

TCP/IP란 데이터가 의도된 목적지에 닿을 수 있도록 보장해주는 통신 규약이다.
TCP는 많은 양의 데이터를 가져와서 패킷으로

2-1. TCP/IP의 4계층

🥇 L1 네트워크 연결 계층(Network Access Layor/Network Interface Layer)
데이터 단위 :frame
전송 주소 : MAC
예시 : Etherent, PPT, Token Ring

• 물리적으로 데이터가 네트워크를 통해 어떻게 전송되는 지를 정의
• 기본적으로 에러 검출/ 패킷의 프레임화 담당
• 프레임 단위의 데이터 구성

🥈 L2 인터넷 계층(Internet Layer)
데이터 단위 : 패킷
전송 주소 : IP
예시 : IP,ARP,ICMP,RARP,OSPF

• 네트워크 상 최종 목적지까지 정확하게 연결되도록 연결성 제공
• 단말을 구분하기 위해 논리적 주소 IP를 할당
• 라우팅(Routing) 기능을 처리
• 최종 목적지까지 정확하게 연결되도록 연결성 제공
• 패킷 단위의 데이터 구성

🥉 L3 전송 계층(Transport Layer)
데이터 단위 : Segment
전송 주소 : Port
예시 : TCP, UDP, RTP, RTCP

• 통신 노드 간의 연결 제어 및 자료 송수신을 담당
• 애플리케이션 계층의 세션과 데이터그램 통신서비스 제공
• 세그먼트 단위의 데이터 구성

🏅 L4 응용 계층(Application Layer)
데이터 단위 : Data/Message
예시 : HTTP, SSH, DNS, SMTP

• 사용자와 가장 가까운 계층으로 사용자가 소프트웨어 apllication과 소통할 수 있게 해준다.
• 응용 프로그램들이 데이터를 교환하기 위해 사용되는 프로토콜

2-2. Transport protocols-TCP,UDP

TCP/UDP

• 전송 계층에서 사용하는 프로토콜로 패킷을 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 전달해주는 IP 프로토콜을 기반으로 구현

패킷(packet)이란?
인터넷에서 데이터를 보내기 위한 라우팅을 효율적으로 하기 위해 데이터를 여러개의 조각들로 나누어 전송하는 조각

TCP (Transmission Control Protocol)

• 신뢰성을 보장하는 연결형 서비스

• 안정적으로, 순서대로, 에러없이 데이터를 전송

• 제어

• 흐름 제어(flow control)

  • 혼잡 제어(Congestion Control)
    네트워크 내 패킷 수가 넘치게 증가하는 것 방지
  • 흐름 제어(Flow Control)
    수신자가 감당할 수 있도록 데이터 처리 속도 조절

• 연결형 서비스 (Connection-oriented)

  • 3-way handshaking으로 연결 설정
  • 목적지와 수신지를 확실히 하여 정확한 전송 보장
  • 4-way handshaking으로 연결 해제

• 신뢰성 보장 (Reliable)

  • 패킷을 성공적으로 전송하면 Acknowledgement(ACK) 신호
  • 제시간에 도착하지 않으면 Timeout 발생
  • 손실된 패킷은 재전송

• UDP보다 느림

  • 패킷에 대한 응답을 해야하기 때문에 느리다 (손실시 재전송)
  • 순서 보장을 해야해서 느리다
  • 흐름제어, 혼잡제어를 해야해서 느리다

• 데이터의 경계 구분 X

  • Byte-Stream Service
  • 데이터가 10, 10, 10 왔을 때 TCP는 경계를 구분하지 못해 30으로 한 번에 받거나 25, 5로 받는 등 보낸 것과 다르게 끊어받을 수 있다

• 데이터의 전송 순서 보장

  • 패킷들에 번호 부여하여 재조립

UDP (User Datagram Protocol)

TCP보다 빠른 속도와 적은 네트워크 부하가 장점

ref) TCP/IP의 4계층
TCP vs UDP