TCP/IP 계층 구조 및 역할

TCP/IP란?

-인터넷을 사용하는 모든 통신의 기본적인 프로토콜

-한 개의 프로토콜이 아닌 여러 가지 프로토콜 조합

-TCP/IP를 기반으로 BAN, PAN, LAN, MAN, WAN 구간의 장치들이 원활히 데이터를 주고 받을 수 있음

-OSI 7 계층과 달리 4개의 계층으로 표현 됨

-TCP는 서비스를 , IP는 주소를 의미함

-수 많은 프로토콜들이 IP 주소를 기반으로 동작함

 

<네트워크 접속 계층>

 OSI 참조 모델의 물리 계층과 데이터링크 계층의 역할을 수행

 프레임의 송신과 수신을 담당함

ARP(Address Resolution Protocol)	RARP(Reverse Address)
목적지의 MAC 주소를 모를 경우 이를 알아내기 위해서 사용하는 프로토콜	목적지의 IP주소를 모를 경우 이를 알아내기 위해 사용하는 프로토콜

 ARP는 Broadcast, RARP는 Unicast를 수행

 NIC, 스위치와 허브는 네트워크 접속 계층을 대표하는 네트워크 장치

 에러 검출 기능이 있으며, 패킷을 프레임화

 ARP는 Broadcast, ARP의 대한 응답은 Unicast를 수행

<인터넷 계층>

 OSI 참조 모델의 3계층의 역할을 수행함

 패킷의 송신과 수신을 담당하며, IP 주소 체계를 관리함

 패킷을 수신하면, IP 주소를 확인하여 패킷을 목적지로 보내는 라우팅 기능 수행

 라우팅 경로는 어떠한 라우팅 프로토콜을 쓰느냐에 따라 달라질 수 있음

IP(Internet Protocol)	ICMP(Internet Control Message Protocol)
컴퓨터 네트워크에서 장치들을 나타내는 수단이며, v4(32bit)와 v6(128bit) 2가지가 존재함	인터넷 제어 메시지 프로토콜이며, 장치 간의 통신 가능 여부를 확인할 때 사용(ex. Ping)

ICMP는 Echo Request(요청) 및 Echo Reply(응답)로 구성됨

 

<전송 계층>

 종단 간의 통신이 완성되는 계층이며, TCP(Transmission Control Protocol) UDP(User Datagram Protocol)가 대표적임

 TCP와 UDP는 포트번호를 사용하여 통신함

 TCP는 신뢰성 있는 통신을 제공하지만, UDP는 TCP에 비해 신뢰성 있는 통신을 제공하지 않음

 UDP는 TCP보다 통신 데이터 처리 속도가 빠름

 UDP를 이용하는 응용프로그램에서 어느 정도의 신뢰성 있는 통신을 해야 할 경우 다른 프로토콜을 함께 사용하여 신뢰성을 제공할 수 있음

 TCP와 UDP의 정의는 RFC1700 문서에 정확하게 제공되어지고 있음 ex) https://www.ietf.org/rfc/rfc1700.txt

 Well-Known 포트란 대부분의 시스템 간에 널리 이용되는 애플리케이션을 위해 기본 값으로 설정되 어 있는 포트 번호를 의미함

실제로는 더 많다.

<응용 계층>

 OSI 참조 모델의 세션, 표현, 응용 계층의 역할을 수행하는 계층

 네트워크를 통한 실제 사용자데이터를 처리 하는 계층

 HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, POP3, DNS등이 이 계층에 해당함

 

<TCP 헤더>

-TCP는 연결 지향형(Connection-Oriented) 서비스를 제공하고 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장함

-이러한 기능은 TCP 헤더 내의 각종 필드에 의해서 가능

 

<UDP 헤더>

-UDP는 TCP와 마찬가지로 전송 계층에서 동작하며 포트 번호를 기반으로 통신

-TCP와 달리 수신한 데이터에 대하여 수신확인 응답을 하지 않음

-TCP보다 헤더가 간단하며, TCP에서 지원하는 다양한 데이터 흐름 제어 기능을 수행하지 않음

-송수신 절차가 비교적 간단하고, 오류 제어 기능은 제공하고 있으므로 소량의 데이터 전송이나 실시간 데이터 전송에 효과적으로 사용되고 있음

-UDP는 송수신 장치 간에 비연결형(Connection-less) 서비스를 지원함

-비연결형 서비스를 하게 되면 데이터그램 간의 전후 관계를 고려하지 않고 전송

-UDP도 TCP와 마찬가지로 Well-Known Port를 기반으로 통신

 

<IP 헤더>

-OSI 참조 모델의 3계층인 네트워크 계층에서 사용되며, 패킷을 출발지에서 목적지까지 전달하는데 사용함

-IP는 최선형 서비스를 이용하여 패킷을 전달하지만 목적까지 확실히 패킷이 도착하는 것은 보증하지 않음

-그렇기 때문에 도중에 패킷이 손실될 수 있음

-IP 프로토콜이 가지는 최선형 서비스의 단점을 보완하기 위하여 상위 계층의 TCP와 같은 신뢰성 있는 프로토콜의 도움을 받아 이러한 단점을 보완할 수 있음

-IP는 네트워크 사정상 목적지 장치에 도착한 패킷들이 순서대로 도착하지 않을 수 있음

-V4가 사용되었다가 주소 부족 문제로 인해 V6가 대안으로 제시되었음

-IP는 비신뢰성을 가지고 있으므로, 데이터 흐름에 관여하지 않음

-현재 인터넷에서 주로 사용되는 표준 프로토콜은 IPv4임