📌 TCP/IP 4계층
- 장치들이 인터넷 상에서 데이터를 주고받을 때 쓰는
독립적인 프로토콜의 집합 - 컴퓨터 사이의 통신 표준 및 네트워크의 라우팅 및 상호연결에 대한 자세한 규칙을 지정하는 프로토콜 스위트
⭐ 애플리케이션 계층(Application)
- HTTP, SSH, FTP, SMTP 등
- 웹 서비스, 이메일 등 서비스를 실질적으로 사람들에게 제공하는 계층
- OSI 7계층의 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층에 해당
✅ HTTP(HyperText Transfer Protocol)
- 서버와 브라우저간에 데이터를 주고 받기 위해 설계된 프로토콜, 현재는 서버와 서버간의 통신할때도 많이 이용함
- 헤더를 통한 확장이 쉽다
- 상태값이 없다(
stateless) = 상태저장x
✅ SSH(Secure SHell Protocol)
- 보안되지 않은 네트워크에서 네트워크 서비스를 안전하게 운영하기 위한 암호화 프로토콜
✅ FTP(File Transfer Protocol)
- 노드와 노드간에 파일을 전송하는 데 사용되는 프로토콜
ex) FileZilla - 지금은 파일을 암호화해서 전송하는 FTPS 또는 SFTP로 대체되고 있음
✅ SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)
- 인터넷을 통해 메일을 보낼 때 사용되는 프로토콜
⭐ 전송 계층(Transport)
- TCP, UDP
- 애플리케이션계층에서 받은 메시지를 기반으로
세그먼트또는데이터그램으로 데이터를 쪼개고 데이터가 오류없이 순서대로 전달되도록 도움을 주는 계층 - OSI 7계층의 전송 계층에 해당
✅ TCP(Transmission Control Protocol)
- 가상회선 패킷교환 방식
- 오류검사 메커니즘
- 재전송 : 시간 초과 기간이 지나면 서버는 전달되지 않은 데이터에 대해 재전송을 시도
- 체크섬 : 무결성을 평가(송신된 데이터의 체크섬과 수신된 데이터의 체크섬 값을 비교해서 올바르게 왔는지 확인)
- 헤더 : 20 ~ 60바이트(가변길이)
✅ UDP(User Datagram Protocol)
- 데이터그램 패킷교환 방식
- 오류검사 메커니즘
- 체크섬
- 헤더 : 8바이트(고정길이)
✅ TCP vs UDP
| TCP | UDP | |
|---|---|---|
| 패킷교환방식 | 가상회선 패킷교환방식 | 데이터그램 패킷교환방식 |
| 신뢰성 | O | X |
| 오류검사 | 재전송, 체크섬 | 체크섬 |
| 패킷 순서보장 | O | X |
| 헤더 길이 | 20~60바이트 가변길이 | 8바이트 고정길이 |
| 연결보장 | O(3way-Handshake로 연결, 4way-HandShake로 해제) | X(연결 유지, 해제 비용 없음) |
| 브로드캐스트지원 | X | O |
| 속도 | 느림 | 빠름 |
⭐ 인터넷 계층(Internet)
- IP, ICMP, ARP, RARP
- 한 노드에서 다른 노드로 전송계층에서 받은 세그먼트 또는 데이터그램을
패킷화하여 목적지로 전송하는 역할을 담당 - OSI 7계층의 네트워크 계층에 해당
✅ ICMP(Internet Control Message Protocol)
- 노드와 노드 사이에서 통신이 잘되는지 확인하는 프로토콜
- 데이터를 교환하지 않음
- 일반적으로 테스팅에 사용
ex) ping
⭐ 네트워크 액세스 계층(Network Access)
- 링크계층이라고도 불림
- 전선, 광섬유, 무선등으로 데이터가 네트워크를 통해 물리적으로 전송되는 방식을 정의
- OSI 7계층의 물리계층과 데이터 링크 계층에 해당
📌 캡슐화, 비캡슐화
⭐ 캡슐화(Encapsulation)
- 송신자가 수신자에게 데이터를 보낼 때 데이터가 각 계층을 지나면서 각 계층의 특징들이 담긴 헤더들이 붙여지는 과정
ex) 전송계층 TCP 헤더, 인터넷계층 IP 헤더
⭐ 비캡슐화(Decapsulation)
- 캡슐화의 역과정
- 수신자측에서 캡슐화된 데이터를 역순으로 제거하면서 응용계층까지 도달하는 것
⭐ PDU(Protocol Data Unit)
- TCP/IP 계층의 데이터 단위
비프패세데 - 애플리케이션 계층 : 메시지
- 전송 계층 : 세그먼트(TCP), 데이터그램(UDP)
- 인터넷 계층 : 패킷
- 네트워크 액세스 계층 : 프레임(데이터 링크계층), 비트(물리계층)
✅ 세그먼트
- 적절한 크기로 쪼갠 조각(=데이터그램)
✅ 패킷
- 세그먼트에 SP와 DP가 포함된 IP헤더가 붙은 형태의 조각
SP : 송신자의 32비트 IP주소
DP : 수신자의 32비트 IP주소
✅ 프레임
- MAC주소 헤더와 CRC/체크섬 트레일러가 붙은 조각
✅ 이더넷 프레임
- 데이터링크 계층의 데이터 단위
- 이더넷프레임 기반으로 데이터가 전달됨
- Preamble
- 7바이트
- 이더넷 프레임의 시작을 알려줌
- SFD(Start Frame Delimiter)
- 1바이트
- 다음 필드부터 주소필드가 시작됨을 알려줌
- Destination Address
- 6바이트
- 목적지 주소
- Source Address
- 6바이트
- 시작지 주소
- EtherType
- 2바이트
- 데이터링크계층 위의 IP 프로토콜을 정의(IPv4, IPv6)
- Payload
- 가변바이트
- 이진데이터(0,1)로 구성
- 데이터를 담고있음
- FCS(Frame Check Sequence)
- 수신측의 에러검출을 위해 삽입하는 필드
- CRC 에러검출기법에 의해 생성된 비트배열이 담김
- 비트배열을 기반으로 수신된 데이터의 손상여부 체크 -> 손상시에는 해당 프레임을 폐기하고 송신측에 재전송 요구
⭐ CRC / 체크섬 트레일러
- 데이터의 오류감지를 위한 수학적 함수가 적용된 값들이 있는 필드
- 링크의 오류(과도한 트래픽)로 인해 데이터 손상을 감지하는 역할
- CRC와 체크섬 두가지의 과정을 기반으로 데이터 전송오류 및 데이터무결성을 방지
✅ CRC(Cyclic Redundancy Check)
- CRC-1, CRC-16 등의 알고리즘으로 나온 값을 통해 데이터
전송오류감지를 수행
✅ 체크섬
- MD5, SHA-256 등의 알고리즘으로 나온 값을 통해
데이터 무결성을 방지
📌 OSI 7계층
물데네 전세표응
⭐ 물리 계층
- 단지 데이터 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능을 진행하는 공간
- 즉, 데이터를 전송하는 역할만 진행
ex) 리피터, 케이블, 허브
⭐ 데이터링크 계층
- 물리 계층으로 송수신되는 정보를 관리하여 안전하게 전달되도록 도와주는 역할
- MAC 주소를 통해 통신한다. 프레임에 MAC 주소를 부여하고 에러검출, 재전송, 흐름제어를 진행
ex) 브리지, 스위치
⭐ 네트워크 계층
- 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능을 담당
- 라우터를 통해 이동할 경로를 선택하여 IP 주소를 지정하고, 해당 경로에 따라 패킷을 전달
- 라우팅, 흐름 제어, 오류 제어, 세그먼테이션 등을 수행
ex) 라우터
⭐ 전송 계층
- 포트를 열어두고, 프로그램들이 전송을 할 수 있도록 제공
- ex) TCP, UDP
⭐ 세션 계층
- 데이터가 통신하기 위한 논리적 연결을 담당
- TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 지님
ex) API, 소켓
⭐ 표현 계층
- 데이터 표현에 대한 독립성을 제공하고 암호화
- 파일 인코딩, 명령어를 포장, 압축, 암호화
ex) JPEG, MPEG
⭐ 응용 계층
- 최종 목적지로, 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행
- 사용자 인터페이스, 전자우편, 데이터베이스 관리 등의 서비스를 제공
ex) HTTP, FTP, DNS
