계층 구조

• TCP/IP는 네개의 계층을 가지고 있으며, OSI 계층은 7개의 계층을 가지고 있습니다.
• 이 계층구조는 특정계층이 변경되었을 때 다른 계층이 영향을 받지 않도록 설계가 되어있습니다.
  

애플리케이션 계층

FTP,HTTP,SSH,SMTP,DNS 등 응용 프로그램이 사용되는 프로토콜 계층이며 웹서비스, 이메일 등 실질적으로 사람들에게 제공되는 층입니다.

• FTP: 장치간 파일을 전송하는 데 사용되는 표준 통신 프로토콜
• SSH: 보안되지 않은 네트워크에서 네트워크 서비스를 안전하게 운영하기 위한 암호화 네트워크 프로토콜
• HTTP: 웹사이트를 이용하는데 쓰는 프로토콜
• SMTP: 메일을 발송하기 위한 인터넷 표준 프로토콜
• DNS: 도메인 이름과 IP주소를 매핑해주는 서버

전송 계층

송신자와 수신자를 연결하는 통신서비스를 제공하며 연결 지향 데이터 스트림 지원, 신뢰성, 흐름제어를 제공합니다.
또한, 애플리케이션과 인터넷 계층 사이의 데이터가 전달될 때의 중계 역할을 합니다.

• TCP: 패킷 사이의 순서를 보장하고 연결지향 프로토콜을 사용해서 연결을 하여 신뢰성을 구축해서 수신여부를 확인하며 가상회선 패킷 교환 방식을 사용합니다.
• UDP: 순서를 보장하지 않고 수신여부를 확인하지 않으며 단순히 데이터만 주는 데이터그램 패킷 교환 방식을 사용합니다.
• 가상회선 패킷 교환방식: 모든 패킷을 전송하면 가상회선이 해제되고 패킷들은 전송된 순서대로 도착하는 방식.
• 데이터그램 패킷 교환 방식: 패킷이 독립적으로 이동하며 최적의 경로를 선택하여 가는데, 하나의 메시지에서 분할된 여러 패킷은 서로 다른 경로로 전송될 수 있으며 도착한 순서가 다를 수 있는 방식.

TCP 연결 성립 과정

TCP는 신뢰성을 확보할 때 3웨이 핸드 쉐이크라는 작업을 진행합니다.

• SYN 단계: 클라이언트는 서버에 클라이언트의 ISN을 담아 SYN으로 보냄.
• SYN-ACK 단계: 서버는 클라이언트의 SYN을 수신하고 서버의 ISN을 보내며 승인번호로 클라이언트의 ISN+1을 보냄.
• ACK 단계: 클라이언트는 서버의 ISN+1한 승인번호를 담아 ACK에 보냄.

TCP의 경우는 이와 같은 과정이 있기 때문에 신뢰성이 있는 계층이며, UDP는 이런 과정이 없기 때문에 신뢰성이 없는 계층입니다.

TCP 연결 해재 과정

TCP가 연결을 해제할 때는 4웨이 핸드 쉐이크의 과정을 거칩니다.

• 1단계: FIN으로 설정된 세그먼트를 보냄. → FIN_WAIT1 상태
• 2단계: 서버가 클라이언트로 ACK라는 승인 세그먼트를 보냄 → FIN_WAIT2 상태
• 3단계: ACK를 보내고 일정시간 후에 클라이언트에 FIN이라는 세그먼트를 보냄.
• 4단계: 클라이언트는 TIME_WAIT상태가 되고 다시 서버로 ACK를 보내서 CLOSED 상태가 됨.
• TIME_WAIT 상태가 있는 이유.
  - 지연 패킷이 발생할 경우 대비가 필요.
  - 두장치가 연결 닫혔는지 확인하기 위해.

  인터넷 계층

  장치로부터 받은 네트워크 패킷을 IP주소로 지정된 목적지로 전송하기 위해 사용되는 계층으로 상대방이 제대로 받았는지에 대해 보장하지 않는 비연결형적인 특징을 가지고 있습니다.

링크 계층

실질적으로 데이터를 전달하며 장치 간의 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층입니다.

• 물리계층: 무선 LAN과 유선 LAN을 통해 0과 1로 이루어진 데이터를 보내는 계층입니다.

• 데이터 링크 계층: 이더넷 프레임을 통해 에러확인, 흐름제어, 접근제어를 담당하는 계층입니다.
  

• 유선: 양쪽 장치가 동시에 송수신할 수 있는 방식(전이중화 통신)을 사용합니다.

• 무선: 동시에 통신할 수 없이 한번에 한방향만 통신할 수 있는 방식(반이중화 통신)을 사용합니다.

계층간 데이터 송수신 과정

요청값들이 캡슐화 과정을 거쳐 전달되고 다시 링크 계층을 통해 서버와 통신을 하며, 해당 서버의 링크 계층으로부터 애플리케이션까지 배 캡슐화 과정을 거쳐 데이터가 전송됩니다.