[CS] web TCP/IP, UDP, OSI 7계층

호호빵·2022년 9월 19일

Computer Science

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인터넷 프로토콜 스위트(Internet Protocol Suite)

  • 인터넷과 이와 유사한 컴퓨터 네트워크 사이에서 정보를 주고받는 데 이용되는 통신 프로토콜의 모음
  • 이 인터넷 프로토콜 스위트의 현재 기본 프로토콜은 전송 제어 프로토콜 (TCP)과 인터넷 프로토콜(IP)이 있고 TCP/IP가 가장 많이 쓰이기 때문에 TCP/IP 프로토콜 슈트라고도 부름

TCP/IP 4계층 : 규칙이나 프로토콜이 적용되는 특정한 조건을 의미

1. Network Access Layer

  • OSI 7 Layer의 물리계층과 데이터링크 계층에 해당
  • OS의 네트워크 카드와 디바이스 드라이버 등과 같이 하드웨어적인 요소와 관련된 모든 것을 지원하는 계층
  • 송신측 컴퓨터의 경우 상위 계층으로부터 전달받은 패킷에 물리적인 주소는 MAC 주소 정보를 가지고 있는 헤더를 추가하여 프레임을 만들고, 프레임을 하위계층인 물리계층으로 전달
  • 수신측 컴퓨터의 경우 데이터 링크 계층에서 추가된 헤더를 제거하여 상위 계층인 네트워크 계층으로 전달

2. Internet Layer

  • OSI 7 Layer의 네트워크 계층에 해당
  • 주요 기능은 상위 트랜스포트 계층으로부터 받은 데이터에 IP패킷 헤더를 붙여 IP패킷을 만들고 이를 전송하는 것

    IP(Internet Protocol)

    • 인터넷에서 컴퓨터의 위치를 찾아서 데이터를 전송하기 위해 지켜야 할 규약
    • 데이터의 조각을 최대한 빨리 대상 IP 주소에 보내는 역할
    • TCP/IP 기반의 인터넷 망을 통하여 데이터 전달을 담당하는 프로토콜
    • 패킷의 완전한 전달을 보장하지 않음
    • IP패킷 헤더 내에 수신 및 발신 주소를 포함

    패킷(Packet)

    • 패키지(package)와 버킷(bucket)의 합성어로 통신망을 통해 전송하기 쉽도록 자른 데이터의 전송 단위(다양한 데이터의 내용을 작은 단위로 쪼갠 데이터)
    • 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 주고받을 때 정해놓은 규칙
    • 헤더, 데이터, 테일러로 이루어져 있는데 헤더에는 수신처의 인터넷 주소와 순서 등이, 테일러에는 에러 정보가 기록 되어있음

3. Transport Layer 전송 계층

  • OSI 7 Layer의 전송계층에 해당
  • 네트워크 양단의 송수신 호스트 사이에서 신뢰성 있는 전송기능을 제공
  • 시스템의 논리주소와 포트를 가지고 있어 각 상위 계층의 프로세스를 연결해서 통신
  • 정확한 패킷의 전송을 보장하는 TCP와 정확한 전송을 보장하지 않는 UDP 프로토콜을 이용
  • 데이터의 정확한 전송보다 빠른 속도의 전송이 필요한 멀티미디어 통신에서 UDP를 사용하면 보다 유용

TCP(Transmission Control Protocol)

  • 인터넷상의 컴퓨터들 사이에서 데이터를 메시지 형태로 보내기 위해 IP와 함께 사용되는 프로토콜
  • 많은 양의 데이터를 가져 와서 패킷으로 컴파일 한 다음 동료 TCP 계층에서 수신하도록 전송하여 패킷을 유용한 정보 / 데이터로 바꾸는 역할
  • IP가 실제로 데이터의 배달처리를 하는동안 TCP는 데이터 패킷을 추적, 관리
  • TCP는 연결지향 프로토콜 : 메시지들이 각 단의 응용프로그램에 의해 교환되는 시간동안 연결이 확립되고 유지되는 것을 의미
  • TCP는 IP가 처리할 수 있도록 메시지를 여러 개의 패킷들로 나누고, 반대편에서는 완전한 메시지로 패킷들을 재조립할 책임이 있음

UDP(User Datagram Protocol)

  • UDP는 IP를 사용하는 네트워크 내에서 컴퓨터들 간에 메시지들이 교환될 때 제한된 서비스만을 제공하는 통신 프로토콜
  • TCP와 달리 메시지를 패킷으로 나누고, 반대편에서 재조립하는 등의 서비스는 제공하지 않음
  • 교환해야할 데이터가 매우 적은 네트워크 응용프로그램들은 처리시간 단축을 위해 UDP 사용

SCTP(Stream Control Transmission Protocol)

  • TCP와 UDP의 단점을 개선한 전송계층 기술로 고속전송과 신뢰성을 보장
  • Flow control : 시간당 송신자가 보내는 패킷의 양이 수신자가 수신할 수 있는 패킷의 양을 넘어서지 않게 하는 것

4. Application Layer

  • OSI 7 Layer의 새션, 프레젠테이션, 애플리케이션 계층에 해당
  • 응용프로그램들이 네트워크서비스, 메일서비스, 웹서비스 등을 할 수 있도록 표준적인 인터페이스를 제공

<간단 요약>

LINK 계층

  • 물리적인 영역의 표준화에 대한 결과
  • 가장 기본이 되는 영역으로 LAN, WAN과 같은 네트워크 표준과 관련된 프로토콜을 정의하는 영역이다

IP 계층

  • 경로 검색을 해주는 계층임
  • IP 자체는 비연결지향적이며, 신뢰할 수 없는 프로토콜

데이터를 전송할 때마다 거쳐야할 경로를 선택해주지만, 경로가 일정하지 않음. 또한 데이터 전송 중에 경로상 문제가 발생할 때 데이터가 손실되거나 오류가 발생하는 문제가 발생할 수 있음. 따라서 IP 계층은 오류 발생에 대한 대비가 되어있지 않은 프로토콜임

TCP/UDP (전송) 계층

  • 데이터의 실제 송수신을 담당함
  • UDP는 TCP에 비해 상대적으로 간단하고, TCP는 신뢰성잇는 데이터 전송을 담당함
  • TCP는 데이터 전송 시, IP 프로토콜이 기반임 (IP는 문제 해결에 문제가 있는데 TCP가 신뢰라고?)

→ IP의 문제를 해결해주는 것이 TCP인 것. 데이터의 순서가 올바르게 전송 갔는지 확인해주며 대화를 주고받는 방식임. 이처럼 확인 절차를 걸치며 신뢰성 없는 IP에 신뢰성을 부여한 프로토콜이 TCP이다

애플리케이션 계층

  • 서버와 클라이언트를 만드는 과정에서 프로그램 성격에 따라 데이터 송수신에 대한 약속들이 정해지는데, 이것이 바로 애플리케이션 계층이다


TCP/IP
TCP/IP 원리
https://aws-hyoh.tistory.com/entry/TCPIP-%EC%89%BD%EA%B2%8C-%EC%9D%B4%ED%95%B4%ED%95%98%EA%B8%B0

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