패킷의 통신

7계층과 7계층 사이에 통신한다.
첫 출발지에서, 탑-다운 프로세스가 발생한다.
따라서 먼저 7계층인 HTTP 프로토콜을 예시로 내려가보자.

7계층 - HTTP 통신

웹에서 www.naver.com로 접속한다.
이러한 주소로 접속하게 되면 Message가 서버로 전송된다.
Message에는 2가지가 종류가 있다.

Request : GET(다운로드) / POST(대체로 업로드)
Response : 응답을 결정한다.

GET

파일의 제목이 들어간다. 즉, URL(www.naver.com)이 들어간다.
RequestParam을 붙이는 것.

• 200 : 성공
• 300 : 실패
• 400 : 클라이언트 오류
• 500 : 서버 오류

http, FTP, Telnet, SNMP 등과 같은 7계층 프로토콜이 하는 역할은 뭘까?
1. 사람이 입력한 DATA를 메세지로 변환하는 작업을 한다.
2. 메세지를 코드로 변환하는 작업

이제 7계층에서 하는 역할이 끝났다.
그럼 4계층을 살펴보자.

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4 계층 - TCP / UDP

대표적으로 TCP와 UDP가 있다.

주요적인 특징은 다음과 같다.

TCP

TCP는 7계층에서 메세지를 만들고, 이진수 코드로 변환된 메세지를 자른다.
잘랐으므로 공유가 가능하다.

즉, 중간중간에 접속하여 들어갈 수 있다.

TCP가 적용되는 7계층 프로토콜은 다음과 같다.

• HTTP : HTML 형식의 파일
• FTP : 모든 파일
• SMTP : 이메일
• Telnet : 장치의 OS 생성파일

이들의 공통점은 파일을 주고 받는 기능을 한다는 것이다.
이처럼 파일은 용량이 크므로, 반드시 잘라서 보내야한다.
만일, 자르지 않고 UDP를 통해서 전체 파일을 보낸다면 1G 파일을 업로드할 때, 1G 바이트를 파일을 전부 전송완료 될 때까지 네트워크를 계속해서 독점하게 될 것이다.

하지만..TCP는 딜레이가 길다.

UDP

자르지 않으므로 공유가 불가능하다.
즉, 독점적이게 사용한다.

• SYSLOG (System Logging Protocol): 네트워크 관리 클라이언트와 서버 간에 로그 메시지를 전송하고 관리하기 위한 프로토콜.
• SNMP (Simple Network Management Protocol): 네트워크 장치와 서버에서 네트워크 상태 및 성능 정보를 수집하고 관리하기 위한 프로토콜.
• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): 네트워크에서 자동으로 IP 주소와 기타 네트워크 설정 정보를 클라이언트 장치에 동적으로 할당해주는 프로토콜.
• DNS (Domain Name System): 인터넷에서 도메인 이름을 IP 주소로 변환하거나 IP 주소를 도메인 이름으로 변환하는데 사용되는 시스템 및 프로토콜.

네트워크 관리 클라이언트는 라우터와 스위치이다.

예시

자 예를 들어보자.
30만 패킷을 다른 컴퓨터로 보내는 과정을 생각해보자.
30만..너무나 많은 패킷의 양이다.
30만 패킷을 보낼 때, 예약을 안하고 보낼 수 있겠는가?

예약을 해야한다.
이것이 tcp SYN 패킷이다.
상대에게 HTTP 통신이 가능하는지 묻는 것이다.

그렇게 되면 반대로 TCP SYN/ACK 패킷을 보내준다.

OK 그럼 지금부터 이제 보낼게라는 의미로
TCP/ACK 패킷을 보낸다. + 이 뒤에는 바로 HTTP GET 패킷이 전송된다.

이후 HTTP 200번을 전송해주며 통신이 완료되게 된다.

이를 3 WAY-HandShake라고하며, 이는 Connection-oriented Protocol이라고 한다.
대표적으로 TCP와 PPP가 있다.

이러한 3 WAY-HandShake를 하는 이유는 해당 패킷을 보내는 목적지가 올바른 목적지(서버)가 아닐 수 있기 때문이다.

이러한 3 WAY-HandShake를 안하는 프로토콜을 Connectionless Protocol이라고 하며, UDP, IP, 이더넷이 있다.

UPD는 짧은 특징이 있기 때문에, 굳이 3 WAY-HandShake를 할 필요가 없다.
1만 패킷 보내는데, 굳이 예약할 필요가 없다는 것이다.

UDP와 TCP는 둘 다 전송 계층(Transport Layer)에서 사용되는 프로토콜이며, "UDP가 짧고 TCP가 길다"는 표현은 이들 간의 주요 차이점을 나타내는 것입니다. 아래에서 이 차이점을 설명합니다:

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정리

이를 통합해서 정리해보자.

통신을 하기 위해 들러야 하는 서버는 총 3개가 있다.

1. DHCP(UDP, BroadCast) : DHCP DORA 과정을 거침 ➡️ 출발지 주소를 받음
2. ARP Request / Reply ( 유니캐스트이므로)
3. DNS(UDP, UniCast) : DNS Query / Answer 패킷 ➡️ 목적지 주소를 받음
4. ARP Request / Reply
5. TCP 3 WAY-HandShake
6. HTTP(TCP, UniCast) : HTTP GET / 200 ➡️ 통신이 진행됨
7. TCP 3 WAY-HandShake

다음과 같은 특징을라 수 있다.
통신을 하기전 HTTP는 3 WAY-HandShake과정을 거친다.
어떤 패킷이든 유니캐스트라면 결국 ARP Requst / Reply가 필수적이다.

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각 장비의 역할

라우터(3계층 장비)의 역할

3계층 이하의 일을 전부 수행한다.
따라서 다음과 같은 일을 수행한다.

• 3 계층의 일 : 라우팅
• 2 계층의 일 : 프레임 리라이트
• 1 계층의 일 : 증폭

스위치(2계층 장비)의 역할

• 2계층의 일 : 스위칭 / 플러딩
• 1계층의 일 : 증폭

두개만 더 보도록 하자. L4 스위치와, 단말(PC)의 예제이다.

L4 스위치(4계층 장비)의 역할

• 4 계층의 일 : 포트스위칭
• 3, 2 계층의 일 : 프레임 리라이트
• 1 계층의 일 : 증폭

단말(7계층 장비)의 역할

• 7,6,5 계층의 일 : 메세지
• 4,3,2 계층의 일 : 프레임 리라이트
• 1 계층의 일 : 시그널링

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그럼 이렇게 분업화 하는 이유는 뭘까?

분업화 된 역할이 존재하는 이유

분업화 -> 전문화를 통한 전문가 탄생
TCP를 분리한 이유 또한 같다.