TCP/IP 는 무엇인가 , 개념 정리

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1. TCP/IP는 현재의 인터넷에서 사용하는 프로토콜 그룹이다. 이는 상호 작용하는 모듈로 이루어진 계층적 프로토콜인데, 각 모듈은 특정한 기능을 제공하낟.

2. 계층적이라는 말은 각 상위 계층 프로토콜은 1개 이상의 하위 계층 프로토콜로부터 제공되는 서비스 지원을 받는다는 의미이다.

3.원래 TCP/IP 프로토콜 그룹은 하드웨어에 설치된 4개의 소프트웨어 계층으로 정의되었다. 하지만 현재 TCP/IP는 5계층 모델로 간주된다.

 

OSI 7계층 /  TCP/IP 4계층 / TCP/IP 5계층

TCP/IP 5계층의 데이터 흐름도(Data Flow)

[[ 1. 물리 계층 ]]

< 기본 개념 >

1. 응용, 전송, 네트워크 데이터링크에서의 통신은 논리적이고 물리적 계층 통신은 물리적이다.

2. 간단하게 호스트-대-라우터, 라우터-대-라우터, 라우터-대-호스트만을 보는데, 교환기도 물리적 통신에 포함되어 있다.

3. 데이터와 데이터를 표현하는 신호는 아날로그 또는 디지털 형태일 수 있다.

 

< 아날로그와 디지털 데이터 >

1. 데이터는 아날로그나 디지털이 될 수 있다. 아날로그 데이터란 연속인 정보를 말하면 디지털 데이터란 이산 겂을 갖는 정보를 말한다.

 

 

[[ 2. 데이터링크 계층 ]]

< 노드와 링크 >

1. 데이터링크 계층에서의 통신은 노드-대-노드이다. 인터넷에서 하나의 지점으로부터의 데이터 유닛은 다른 지점에 도달하기 위해 LAN과 WAN과 같은 많은 네트워크를 통해 전달될 필요가 있다.

2. 이러한 LAN과 WAN은 라우터를 통해 연결된다. 이것은 노드와 링크로 네트워크를 나타내는 것이 일반적이다.

 

< 서비스 >

1. 프레임 짜기 (Framing)

- 데이터링크 계층에서 제공하는 첫 번째 서비스는 프레임 짜기이다. 각 노드에서 데이터링크 계층은 다음 노드에게 데이터그램을 전송하기 전에 네트워크 계층에서 전달받은 패킷인 데이터그램을  프레임에서 캡슐화해야 한다.

2. 흐름 제어(Flow Control)

- 서로 다른 데이터링크 계층 프로토콜은 서로 다른 흐름 제어 전략을 사용한다. 또 한 전송 계층에서 흐름 제어는 매우 중요하다.

3. 오류 제어(Error Control)

- 전기 시호는 오류에 취약하기 때문에 프레임 또한 오류에 취약하다. 첫 번재로 오류를 검출하는 것이 필요하다. 오류 검출 이후에 송신자 노드에서 이를 수정하거나 오류를 폐기하고, 재전송을 송신 노드에게 요청해야하만 한다.

4. 혼잡 제어(Congestion Control)

- 비록 링크가 프레임 혼잡으로 인해 프레임 손실이 발생하더라도, 어떤 광역 네트워크 이외의 대부분의 데이터링크 계층 프로토콜은 직접적으로 혼잡을 완화하기 위해 혼잡 제어를 사용하지 않는다.

- 일반적으로 혼잡 제어는 종단-대-종단으로 통신하기 때문에, 네트워크 계층 또는 전송 계층의 문제로 여겨진다.

 

[[ 3. 네트워크 계층 ]] 

< 라우팅 >

1. 네트워크 계층에서 다른 임무는 라우팅(routing)과 포워딩(forwarding)으로, 둘은 서로 직접적으로 연관이 있다.

2. 네트워크 계층은 패킷이 근원지에서 목적지까지 갈 수 있도록 경로를 라우팅해야 한다. 물리적인 네트워크는 네트워크(LAN과 WAN)와 네트워크를 연결하는 라우터의 조합이다.

 

< 포워딩 >

1. 라우팅 프로토콜을 실행할 때 포워딩(Forwarding)은 라우터상의 하나의 인터페이스에 패킷이 도착했을 때 라우터가 취하는 행동으로 정의할 수 있다.

2. 이런 행동을 취하기 위해 라우터가 일반적으로 사용하는 의사결정 테이블은 포워딩 테이블(forwarding table) 혹은 라우팅 테이블 (routing table)이라 불리기도 한다.

 

[[ 4. 전송 계층 ]]

<UDP , User Datagram Protocol >

1. 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)은 비연결형이고 신뢰성이 없는 전송 프로토콜이다.

2. UDP는 호스트 간 통신 대신에 프로세스 간 통신을 제공하는 것을 제외하고는 IP 서비스에 어떠한 것도 추가하지 않는다.

3. UDP는 최소한의 오버헤드를 가진 매우 간단한 프로토콜이다. 만약 프로세스가 작은 메시지를 송신하기를 원하고, 신뢰성에 관하여 그다지 신경을 쓰지 안는다면 UDP를 사용할 수 있다.

4. 사용자 데이터그램이라고 부르는 UDP 패킷은 각각 2바이트(16비트)인 4개의 필드로 만들어진 고정된 크기의  8바이트 헤더를 가지고 있다.

 

<TCP, Transmission Control Protocol >

1. 프로세스-대-프로세스 통신 (process - to - process communication 

- TCP는 UDP처럼 포트 번호를 사용하여 프로세스 간 통신을 제공한다.

2. 스트림 전송 서비스(Stream Delivery Service)

-TCP에서 송신 프로세스는 바이트의 흐름으로 데이터를 전달하고 수신 프로세스도 바이트의 흐름으로 데이터를 수신하도록 만든다.

- TCP는 인터넷으로 데이터를 운반하는 가상의 [튜브]에 의해 2개의 프로세스가 연결되는 것처럼 보이는 환경을 만든다.

 

 

[[ 5. 응용 계층 ]]

< 주요 응용 계층 프로토콜 >

1. HTTP

- 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP)은 웹으로부터 웹페이지를 가져오기 위해 어떻게 클라이언트-서버 프로그램을 작성할지를 정의하는데 사용된다.

-HTTP 클라이언트는 요청을 하고 HTTP 서버는 응답을 한다. 서버는 포트 80번을 사용하고 클라이언트는 임시 포트 번호를 사용한다.

 

2. FTP

- 파일 전송 프로토콜(FTP)은 하나의 호스트에서 다른 호스트로 파일을 복사하기 위해 TCP/IP가 제공하는 표준 프로토콜이다.

- 시스템 간의 파일 전송이 비록 간단하고 수월해 보이지만, 몇 가지 문제를 먼저 고려해야 한다. 예를 들어, 두 시스템이 서로 다른 파일 이름 부여 방식을 사용할 수도  있다. 두 시스템은 서로 다른 방법으로 데이터를 표현할 수도 있다.

-또한 두 시스템은 서로 다른 디렉터리 구조를 가질 수도 있다. 이러한 모든 문제는 FTP에 의해 매우 간단하고 편리한 방법으로 해결된다.

 

3. Telnet

- TErminaL NETwork 의 약어인 TELNET은 최초의 원격 로그인 프로토콜 중 하나이다. TELNET은 로그인 이름과 암호를 요구함에도 불구하고 암호를 비록한 모든 데이터를 암호화되지 않은 평문으로 전송하기 때문에 해킹에 취약하다.

-해커는 로그인 이름과 암호를 도청해서 얻을 수 있다. 이러한 보안 문제 때문에 다른 프로토콜인 SSH(Secure Shell)가 사용되어 TELNET의 사용은 감소되었다.

 

4. DNS

-오늘날의 인터넷은 매우 거대하기 때문에 중앙 디렉터리 시스템은 모든 매핑을 보유할 수 없다. 또한 중앙 컴퓨터가 고장나는 경우 전체 통신망은 붕괴된다.

- 더 좋은 해결책으로 현재는 이 엄청난 양의 정보를 작게 나누어서 전세계의 서로 다른 컴퓨터에 저장하는 방법을 사용하고 있다.

-이 방법에서 각 호스트는 매핑이 필요할 경우 이 정보를 가지고 있는 가장 가까운 컴퓨터와 통신하게 된다. 도메인 네임 시스템(DNS, Domain Name System)이 이 방법을 사용한다.