컴퓨터 네트워크) 인터넷 프로토콜

March 1, 2022

👀 인터넷 프로토콜 구조

컴퓨터 상호간의 데이터 전달을 위한 통신구조로 현재 인터넷에서 사용하는 통신구조
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol라는 프로토콜을 사용하는데 이것은 인터넷과 연결된 컴퓨터들을 공용어라 할 수 있다.
OSI 참조모델과 다르게 5계층으로 구성되어 있다.

네트워크 액세스 또는 데이터링크 계층이라고도 한다.
프레임(Frame)을 네트워크 전송매체로 전달하는 것과 네트워크 전송매체에서 프레임을 받아들이는 과정 담당
TCP/IP는 네트워크 접근 방법, 프레임 포맷, 매체에 대해 독립적으로 동작하도록 설계
TCP/IP는 서로 다른 네트워크 형태를 연결하는데 사용 가능
- 네트워크 형태로는 이더넷(Ethernet), 토큰버스(Token Bus), 토큰링(Token Ring)과 같은 LAN 기술
- X.25, 프레임 릴레이(Frame Relay)와 같은 WAN 기술을 포함
네트워크 인터페이스 계층은 OSI 모델에서 데이터 링크 계층에 해당

OSI 모델의 네트워크 계층에 해당하며 어드레싱(addressing - IP 주소를 만드는 것), 패키징(packaging - 데이터 전송 단위를 만드는 것), 라우팅(routing - 목적지까지 전송할 수 있도록 라우터에서 중개) 기능을 제공
핵심 프로토콜은 IP, ARP, ICMP, IGMP 등을 포함
- IP(Internet Protocol) : IP 주소, 패킷의 라우팅을 책임지는 프로토콜
- ARP(Address Resolution Protocol) : 인터넷 계층의 IP 주소를 네트워크 인터페이스 계층의 주소(MAC 주소 또는 물리적 하드웨어 주소)로 변환
- ICMP(Internet Control Message Protocol) : IP 패킷의 전달에 따른 오류나 상태를 리포트하고 진단하는 기능
- IGMP(Internet Group Management Protocol) : IP 멀티캐스트(multicast) 그룹의 관리

두 호스트 간에 단대단(End-to-End) 통신을 제공
핵심 프로토콜은 TCP와 UDP(User Datagram Protocol)
TCP
- 1 대 1 연결 지향(전송 전 송-수신자간 논리적 연결을 먼저 함)
- 신뢰성 있는 통신 서비스 제공
- TCP 연결 설정과 보낸 패킷의 확인, 순서화, 전달 중 손상된 패킷을 복구하는 기능 제공
UDP
- 1 대 1, 1 대 다의 비연결 지향
- 신뢰할 수 없는 통신 서비스 제공
- 주로 전달해야 할 데이터의 크기가 작을 때나, TCP 연결 확립에 의한 부하를 피하려고 할 때 혹은 상위 프로토콜이 신뢰할 수 있는 전달을 책임지는 경우에 사용
- 예) DNS: 전달해야 할 데이터가 상대적으로 적어서 빠른 응답을 위해 UDP 사용

사용자와 가장 밀접한 관계를 가지고 있는 계층
여러 가지 응용 계층 프로토콜이 존재하며 지속적으로 새로운 프로토콜 개발
가장 많이 알려진 응용 계층 프로토콜로는
- HTTP(HyperText transfer Protocol) : WWW의 Web 페이지 파일을 전송하는데 사용
- FTP(File transfer Protocol) : 상호 파일 전송을 위해 사용
- SMTP(Simple Mail transfer Protocol) : 메일 메시지와 그에 추가된 첨부 파일을 전송하기 위해 사용
TCP/IP 네트워크를 관리하거나 지원하는 응용 계층 프로토콜
- DNS(Domain Name System) : 호스트 이름(예 : www.naver.com)을 숫자로 된 IP 주소로 변환하기 위해 사용
- RIP(Routing Information Protocol) : IP 네트워크상에서 라우팅 정보를 교환하기 위해 라우터가 사용하는 프로토콜. 이를 이용해 최상의 라우팅 테이블을 유지하고 이 라우팅 테이블을 통해 가장 적합한 곳으로 패킷을 전송한다.
- SNMP(Simple Network Management Protocol) : 네트워크 관리 콘솔과 네트워크 장비(라우터, 브리지, 지능형 허브)간에 네트워크 관리 정보를 수집, 교환하기 위해 사용. 네트워크 장비를 원격으로 관리할 수 있다.

인터넷 프로토콜도 OSI 참조모델의 캡슐화 개념을 동일하게 사용한다.
그래서 하위 계층으로 내려보내서 물리 계층에 도착하면 상대편에게 보내고 상대편은 물리 계층부터 상위 계층으로 올라가서 사용자에게 최종적으로 메시지를 보여주는 형태와 똑같이 동작한다.

응용 계층의 메시지(Message)는 트랜스포트 계층으로 전달되고, 트랜스포트 계층은 전달 받은 데이터 앞에 자신의 헤더를 추가한 후 세그먼트(Segment)를 만들어 네트워크 계층으로 전달
네트워크 계층은 전달 받은 데이터 앞에 자신의 헤더를 추가한 후 데이터그램(Datagram = Packet)을 만들어 링크 계층으로 전달
링크 계층은 전달 받은 데이터에 자신의 헤더를 추가하여 프레임(Frame)을 만든다.
마지막으로 프레임은 물리 계층에 해당하는 전송매체를 통해 상대방에게 전송

물리 계층에서 데이터를 수신하여 상위 계층으로 전달하는 과정 반복
각 계층은 자신의 데이터 단위가 도착하게 되면 프로토콜 동작 수행
그래서 인터넷 프로토콜 또한 상위 계층은 하위 계층의 서비스 사용자(Service user)이고, 하위 계층은 서비스 제공자(Service provider)이다.