TCP/IP

TCP/IP

• 프로토콜 세트 = TCP(Transmission Control Protocol) + IP(Internet Protocol)
• 4(5)계층 모델 = 네트워크 인터페이스(물리 + 데이터 링크), 인터넷(네트워크), 트랜스포트(전송), 애플리케이션(응용)
• 네트워크 인터페이스 계층 : 직접 접속된 기기간의 통신을 구현
• 인터넷 계층 : 중계 등에 의해 임의의 기기간의 통신을 구현
• 트랜스포트 계층 : 고신뢰도 등 목적에 맞는 통신 품질을 구현
• 애플리케이션 계층 : 구체적인 통신 서비스를 구현

OSI 참조 모델 vs TCP/IP 모델

 

네트워크 인터페이스 계층

• 네트워크용 하드웨어에 직접 연결되어 있는 컴퓨터끼리 서로 통신할 수 있도록 하는 기능을 구현
• 주요 프로토콜
  • 이더넷(ethernet) : 유선 LAN 대부분이 사용하는 네트워크 규격
  • Wi-Fi : 무선을 사용해서 LAN에 접속하기 위한 규격
  • PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet) : 이더넷 위에서 1:1 접속을 지원하는 프로토콜. 주로 인터넷 접속 서비스 이용자 인증에 사용
  • PPP : PPPoE를 기반으로 한 프로토콜. 전화회선을 사용해서 접속을 하며 예전에는 자주 사용
  • ARP(Address Resolution Protocol, 주소 결정 프로토콜), RARP(Reverse Address Resolution Protocol, 역순 주소 결정 프로토콜) : IP 주소와 MAC 주소를 서로 교환하기 위한 프로토콜

인터넷 계층

• 복수개의 네트워크를 연결해서 서로 패킷을 교환하는 기능을 구현
• 라우팅(routing) 기능을 제공 - 패킷을 중계해서 소정의 방향으로 전송하는 라우팅을 통해 네트워크 인터페이스 계층에서 도달할 수 없었던 임의의 대상에게 데이터를 전송할 수 있음
• 주요 프로토콜
  • IP(Internet Protocol) : 직접 연결되어 있지 않은 네트워크끼리 패킷을 라우팅하는 기능을 제공하는 프로토콜. 이 동작에 따라 직접 연결 여부에 관계없이 임의의 컴퓨터와 통신 가능
  • ICMP : IP의 동작을 보조하기 위한 특수 기능을 보유한 프로토콜. 임의의 대상에게 도달할 수 있을지 검사. 도착할 수 없는 경우의 이유를 통지하는 등에 사용

트랜스포트 계층

• 인터넷 계층이 만들어낸 임의의 컴퓨터끼리의 통신 기능을 기반으로 네트워크의 사용 목적에 따른 특성을 가진 통신을 구현
• 보다 신뢰도가 높은 통신을 가능하게 하거나 신뢰도가 낮더라도 재빨리 패킷을 전송하거나 한다.
• 주요 프로토콜
  • TCP(Transmission Control Protocol) : 임의의 컴퓨터끼리 하는 통신으로 고신뢰도를 보장하는 프로토콜. 초기 연결하여 통신이 완료되면 연결을 끊는다. 재전송이나 순서 재배치 등을 하므로 실시간성 작업에는 맞지 않다.
  • UDP(User Datagram Protocol) : 인터넷층의 기능을 대부분 그대로 사용하고 사전 준비가 필요하지 않으며 간단한 통신을 구현하는 프로토콜. 필요할 때 대상에게 바로 데이터를 보내고 도착한 데이터는 바로 애플리케이션으로 전달

애플리케이션 계층

• 개발 애플리케이션이 갖고 있는 기능을 구현하는 층
• 주요 프로토콜
  • HTTP : 웹에 접속, 모바일 애플리케이션 통신 등에 사용
  • SMTP : 메일 송신이나 서버 간의 전송
  • POP3 : 메일함에서 메일을 가져옴
  • IMAP4 : 메일함의 메일을 읽음
  • FTP : 파일을 전송
  • SSH : 문자 기반으로 서버 등에 명령을 하고 결과를 봄
  • DNS : 도메인명과 IP 주소를 상호 변환
  • NTP : 컴퓨터의 시간을 동기화

신뢰도를 높이기 위해 TCP가 하는 일

• 시퀀스 번호 : 부여된 데이터 순서의 보증
• 오류 검증 : 수신 데이터의 오류 존재 여부에 대한 확인
• 긍정 확인 응답 : 상대가 확실히 수신했는지 여부 확인
• 슬라이딩 윈도우 : 수신받지 못한 데이터의 재전송 요청
• 흐름 제어 : 상대의 페이스에 맞춘 데이터 전송
• 혼잡 제어 : 네트워크의 혼잡 상황에 따른 송신 속도의 조정