학습 목표

• TCP/IP 계층의 구조를 분류하고 설명할 수 있다.
• TCP/IP 프로토콜의 각 계층의 기능에 대하여 설명할 수 있다.

TCP/IP의 개념

• TCP/IP는 인터넷을 통한 모든 전송 방식을 규정한 프로토콜의 집합이다.
• 오늘날 컴퓨터 통신망의 실질적인 표준이 되고 있는 프로토콜은 TCP/IP이다.
• TCP는 데이터를 효율적으로 전송하기 위해서 일정한 크기로 나눈 패킷을 이용한다.
• 여기에 각 패킷의 번호와 목적지 주소, 오류 검출용 정보 등을 추가 한다.
• 이렇게 만들어진 패킷을 IP가 실제 목적지로 전송한다.

TCP/IP의 구조

• TCP/IP는 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 응용 계층으로 구성되어 있다.
• 상위 계층의 데이터 앞부분에 헤더와 뒷부분에 트레일러가 추가 되어 하위 계층의 새로운 데이터가 된다.
• 송신 측에서는 수신 측의 각 계층에서 필요로 하는 정보가 포함된 헤더를 데이터에 추가해 나간다.
• 수신 측에서는 상위 계층으로 올라가면서 추가된 헤더를 분리하여 그 안에 저장된 정보에 따라 필요한 과정을 수행하고, 나머지 데이터는 상위 계층으로 전송한다.

• 응용 계층에서 만들어진 단위를 메시지라고 한다.
• 전송 계층에서 헤더 정보가 추가된 단위를 세그먼트라고 한다.
• 네트워크 계층에서는 IP 데이터그램이라는 데이터 단위를 생성한다.
• 데이터 링크 계층에서는 프레임이라는 데이터 단위를 생성한다.

물리 계층

• 물리 계층은 비트열을 통신 매체의 특성에 맞는 전기 신호나 빛의 신호로 변환하여 전달하는 역할을 한다.
• 물리적 링크의 설정과 해제, 타이밍 규칙, 커넥터, 전기 신호 등을 정한다.
• 네트워크 케이블 및 네트워크 어댑터 등과 같은 장치가 포함된다.
• 통신 매체 : 동축 케이블, 광섬유 케이블, UTP 케이블
• 무선 : 전파나 적외선
• 네트워크 장비 : LAN 카드, 모뎀, 리피터, 허브 등

데이터 링크 계층

• 데이터 링크 계층은 이더넷 등의 데이터 링크를 이용하여 통신을 하기 위한 인터페이스가 되는 계층으로, 네트워크 인터페이스 계층이라고도 한다.
• 송신측은 전달 받은 데이터에 MAC 주소 등의 정보를 가지고 헤더를 추가하여 프레임을 만들어 물리 계층으로 전송한다.
• 데이터 링크 내에서 기기를 식별하기 위해서는 MAC 주소를 사용한다.
• 이더넷은 데이터 링크 계층의 프로토콜로 네트워크상의 모든 기기에서 신호를 보내며, 해당하는 기기만 프레임을 주고 받게 한다.
• 데이터 링크 계층의 프로토콜에는 PPP, SLIP 등이 있다.

PPP

접속할 자격이 있는 사용자인지 아닌지 확인하는 사용자 인증을 거쳐 두 지점 간에 일대일 통신을 수행한다.

SLIP

직렬 회선 인터넷 프로토콜을 말한다. 전화선 등의 저속 회선을 통해 일시적으로 접속하기 위한 프로토콜이다.

네트워크 계층(인터넷 계층)

• 네트워크 계층은 네트워크 전체에 걸쳐 패킷의 논리적 전송과 관련된 프로토콜을 지정하는 것으로 인터넷 계층이라고도 한다.

• 다수의 네트워크 간에 패킷 라우팅을 처리하여 두 응용 프로그램 간에 통신 흐름을 제어 한다.

• 수신 측까지 경로가 여러 개 있는 경우 가장 알맞은 경로를 선택하여 데이터를 전달한다.

• 패킷은 IP 프로그램으로 캡슐화 되고 라우팅 알고리즘이 적용된다.

• 통신 상대를 지정하기 위해 IP 주소라는 고유의 숫자를 사용한다.

• 네트워크 계층의 기기에는 라우터가 있다.

• 네트워크 계층의 프로토콜에는 IP, ARP, RARP 드잉 있다.

IP

호스트의 주소를 지정하고 데이터를 전달한다. IP 데이터그램이라는 패킷 안에 데이터를 전송한다.

ARP

IP 주소는 알고 있으나 MAC 주소를 알지 못할 경우 목적지 컴퓨터의 MAC 주소를 확인하는 역할을 한다.

RARP

ARP와 반대되는 개념의 프로토콜로 MAC 주소를 이용하여 상대의 IP 주소를 알아낸다.

전송 계층

• 전송 계층은 응용 프로그램의 전송 수준을 설정하기 위한 프로토콜을 정의한다.

• 신뢰성 잇는 통신과 오류 없는 데이터 전달을 보장하는 기능을 수행하고, 패킷의 순서를 결정하고 데이터 무결성을 유지한다.

• 송신 측은 전달 받은 데이터를 패킷 단위로 분할하고, 수신 측은 전달 받은 패킷을 원래의 데이터로 합성한다.

• 송신 측 컴퓨터는 패킷을 만들기 위해서 TCP나 UDP 프로토콜 중 하나를 사용한다.

• 전송 계층에는 두 개의 프로토콜인 TCP와 UDP가 있다.

TCP

신뢰성 있는 연결 지향형 프로토콜로 메일이나 파일 전송과 같이 정확한 데이터 전달이 필용한 경우에 사용한다.

정보를 세그먼트라는 작은 단위로 분리한 다음, 순서대로 번호를 할당하여 전송한다.

UDP

연결 통로를 설정하지 않고 데이터를 일방적으로 전송하는 비연결형 프로토콜이다.
신뢰성이 요구되지 않은 대용량의 데이터 전송에 적합하다.

응용 계층

• OSI 참조 모델의 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층을 합한 것과 같다.
• 응용 계층은 TCP/IP 프로토콜의 최상위 프로그램 상호간의 통신을 관리한다.
• 응용 계층의 역할은 통신 서비스를 실현하는 곳으로 클라이언트/서버 라는 개념을 갖고 있다.

• 네트워크를 이용하는 응용에는 전자 메일, 웹 브라우저, 파일 전송 등이 있으며, 독자적인 통신처리를 응용 프로토콜이라고 하낟.

HTTP

웹 서버와 웹 브라우저 간에 정보를 주고 받기 위한 프로토콜이다.

FTP

인터넷 상의 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 파일을 전송하기 위한 프로토콜을 뜻한다.

Telnet

인터넷을 통하여 원격지에 있는 서버에 연결할 수 있도록 해주는 인터넷 표준 프로토콜을 뜻한다.

SMTP와 POP3

SMTP는 메일을 전송할 때, POP3는 메일을 수신할 때 사용한다.