1. 컴퓨터 네트워크에서의 프로토콜의 의미

컴퓨터 네트워크의 프로토콜은 네트워크 내의 장치 또는 시스템 간에 데이터가 교환되고 통신되는 방식을 제어하는 일련의 규칙 또는 지침을 나타냅니다.
이러한 프로토콜은 데이터 패킷의 형식, 구조 및 순서는 물론 장치가 통신 세션을 설정, 유지 및 종료하기 위해 따라야 하는 절차 및 동작을 정의합니다.

프로토콜은 장치 간의 통신이 표준화되고 신뢰할 수 있도록 보장하여 장치가 데이터를 올바르게 이해하고 해석할 수 있도록 합니다.
이를 통해 서로 통신하는 방법에 대한 장치 간의 일련의 계약인 통신 약속을 설정합니다.
통신 프로토콜은 오류 감지, 흐름 제어, 혼잡 제어, 주소 지정 및 라우팅과 같은 측면을 포함하여 데이터를 전송, 수신 및 처리하는 방법을 정의합니다.

프로토콜은 하드웨어나 소프트웨어의 차이에 관계없이 컴퓨터, 서버, 라우터, 스위치 및 기타 네트워킹 장비와 같은 서로 다른 장치 간의 통신을 가능하게 하는 데 중요합니다.
컴퓨터 네트워크에서 사용되는 일반적인 프로토콜의 예로는 인터넷을 통해 데이터 패킷을 라우팅하기 위한 인터넷 프로토콜(IP), 안정적인 데이터 전송을 위한 전송 제어 프로토콜(TCP), 유선 근거리 통신망(LAN)용 이더넷 프로토콜이 있습니다.

통신 프로토콜을 따르면 장치는 효과적으로 통신하고 데이터를 정확하게 교환할 수 있어 안정적이고 효율적인 네트워크 통신을 보장합니다.

2. OSI 7 계층과 TCP/IP 모델

OSI(개방형 시스템 상호 연결) 7계층 모델 또는 TCP/IP(전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜) 모델이라고도 하는 프로토콜 스택은 컴퓨터 네트워크에서 사용되는 프로토콜의 계층적 배열을 설명하는 개념입니다.

OSI 모델은 각각 특정 기능 세트를 담당하는 7개 계층으로 구성되는 반면, TCP/IP 모델은 OSI 모델의 일부 계층과 개념적으로 유사한 4개 계층으로 구성됩니다.
프로토콜 스택의 계층은 함께 작동하여 데이터가 네트워크를 통해 안정적이고 효율적으로 전송되도록 합니다.

1) OSI 7 계층 모델

OSI 7 계층 모델은 다음 7개 계층으로 구성됩니다.

• 물리적 계층
  케이블, 스위치 및 허브와 같은 네트워크 통신의 전기적, 기계적 및 물리적 측면을 포함하여 데이터의 물리적 전송을 처리합니다.

• 데이터 링크 계층
  동일한 로컬 네트워크에 있는 장치 간에 안정적인 지점 간 통신을 제공하며 오류 감지 및 수정과 같은 기능을 포함합니다.

• 네트워크 계층
  서로 다른 네트워크에서 데이터 패킷을 라우팅하는 역할을 하며 주소 지정, 라우팅 및 혼잡 제어와 같은 기능을 포함합니다.

• 전송 계층
  서로 다른 장치에서 실행되는 응용 프로그램 간에 안정적인 통신을 제공하며 흐름 제어, 오류 복구 및 분할과 같은 기능을 포함합니다.

• 세션 계층
  장치 간의 통신 세션을 설정, 관리 및 종료하며 세션 설정, 유지 및 동기화와 같은 기능을 포함합니다.

• 표현 계층
  애플리케이션 계층의 데이터를 수신 장치가 이해할 수 있는 형식으로 변환하는 역할을 하며 데이터 암호화 및 압축과 같은 기능을 포함합니다.

• 애플리케이션 계층
  사용자와 네트워크 간의 인터페이스를 제공하며 파일 전송, 이메일 및 웹 브라우징과 같은 기능을 포함합니다.

2) TCP/IP 모델

TCP/IP 모델은 OSI 모델의 일부 계층과 개념적으로 유사한 다음 4개의 계층으로 구성됩니다.

• 링크 계층
  OSI 모델의 물리적 및 데이터 링크 계층과 유사하게 데이터의 물리적 전송을 담당합니다.

• 네트워크 계층
  OSI 모델의 네트워크 계층과 유사하게 서로 다른 네트워크에서 데이터 패킷을 라우팅하는 역할을 합니다.

• 전송 계층
  OSI 모델의 전송 계층과 유사하게 애플리케이션 간에 안정적인 통신을 제공합니다.

• 애플리케이션 계층
  OSI 모델의 애플리케이션 계층과 유사하게 사용자와 네트워크 간의 인터페이스를 제공합니다.

3. 프로토콜 스택(네트워크 레이어)의 장단점

OSI 또는 TCP/IP 모델과 같은 프로토콜 스택에서 네트워크 계층의 장점에는 모듈화, 추상화, 오버헤드 감소 및 복잡성 관리가 포함되며, 이는 보다 효율적이고 확장 가능하며 관리 가능한 네트워크 통신에 집합적으로 기여합니다.

• 모듈화
  네트워크 계층은 네트워크 통신을 고유한 기능과 책임이 있는 별개의 계층으로 분리할 수 있도록 합니다.
  이 모듈화를 통해 다른 레이어에 영향을 주지 않고 한 레이어를 변경하거나 업데이트할 수 있으므로 네트워킹 프로토콜의 개발, 유지 관리 및 문제 해결이 더 쉬워집니다.
  또한 동일한 네트워크 계층 프로토콜을 준수하는 한 서로 다른 네트워킹 기술 및 장치 간의 상호 운용성을 향상시킬 수 있습니다.

• 추상화
  네트워크 계층은 상위 계층이 상호 작용할 수 있도록 표준화된 인터페이스와 프로토콜 집합을 제공하여 네트워크 인프라의 근본적인 복잡성을 추상화합니다.
  이 추상화를 통해 전송 및 애플리케이션 계층과 같은 상위 계층이 기본 네트워크 기술 및 토폴로지와 독립적일 수 있습니다.
  이러한 관심사의 분리는 네트워크 인프라의 복잡성에 대해 걱정할 필요가 없기 때문에 응용 프로그램의 개발 및 관리를 단순화합니다.

• 오버헤드 감소
  네트워크 계층은 네트워크 통신의 오버헤드를 최소화하는 데 도움이 됩니다.
  주소 지정, 라우팅 및 혼잡 제어와 같은 기능을 제공함으로써 네트워크 계층은 네트워크에서 데이터 패킷의 라우팅을 최적화하여 데이터 전송과 관련된 오버헤드를 줄일 수 있습니다.
  이를 통해 네트워크 리소스를 보다 효율적으로 사용하고 성능을 향상시킬 수 있습니다.

• 복잡성 관리
  네트워크 계층은 네트워크 통신을 더 작고 관리 가능한 구성 요소로 나누어 네트워크 통신의 복잡성을 관리하는 데 도움이 됩니다.
  프로토콜 스택의 각 계층에는 표준화된 프로토콜에 의해 정의된 고유한 기능 및 책임 집합이 있습니다.
  이러한 작업 분할을 통해 전체 시스템에 영향을 주지 않고 적절한 계층에서 변경 또는 업데이트를 수행할 수 있으므로 네트워크 통신의 문제 해결, 유지 관리 및 확장성이 더 쉬워집니다.