[네트워크]간단한 TCP/IP 4계층 설명

TCP/IP 4계층 모델 

인터넷 프로토콜 스위트(internet protocol suite)는 인터넷에서 컴퓨터들이 서로 정보를 주고받는 데 쓰이는 프로토콜의 집합이며 이를 TCP/IP 4계층 모델로 설명하거나 OSI 7 계층 모델로 설명하기도 합니다. TCP/IP 4계층 모델에 대해서 적어볼까 합니다. 

이 계층 모델은 네트워크에서 사용되는 통신 프로토콜의 집합으로 계층들은 프로토콜의 네트워킹 범위에 따라 네 개의 추상화 계층으로 구성됩니다. 

 

계층 구조

계층 구조 made by 시옹리옹

애플리케이션(Application) 계층

• FTP : 장치와 장치 간의 파일을 전송하는 데 사용되는 표준 통신 프로토콜
• HTTP : World Wide Web을 위한 데이터 통신의 기초이자 웹 사이트를 이용하는 데 쓰는 프로토콜 
• SSH : 보안되지 않은 네트워크에서 네트워크 서비스를 안전하게 운영하기 위한 암호화 네트워크 프로토콜
• SMTP : 전자 메일 전송을 위한 인터넷 표준 통신 프로토콜
• DNS : 도메인 이름과 IP 주소를 매핑해주는 서버, 예를 들어 www.naver.com에 DNS 쿼리가 오면
  Root DNS -> .com DNS -> .naver DNS -> .www DNS 과정을 거쳐 완벽한 주소를 찾아 IP 주소를 매핑합니다. 
  이를 통해 IP 주소가 바귀어도 사용자들에게 똑같은 도메인 주소로 서비스할 수 있습니다. 예를 들어 www.naver.com의 IP 주소가 222.111.222.111에서 222.111.222.122로 바뀌었음에도 똑같은 www.naver.com이라는 주소로 서비스가 가능합니다. 

등.. 애플리케이션 계층은 응용 프로그램이 사용되는 프로토콜 계층이며 웹 서비스, 이메일 등 서비스를 실질적으로 사람들에게 제공하는 층입니다. 

 

전송(Transport) 계층

송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공하며 연결 지향 데이터 스트림 지원, 신뢰성, 흐름 제어를 제공할 수 있으며 애플리케이션과 인터넷 계층 사이의 데이터가 전달될 때 중계 역할을 합니다. 대표적으로 TCP와 UDP가 있습니다. 

 

TCP는 패킷 사이의 순서를 보장하고 연결지향 프로토콜을 사용해서 연결을 하여 신뢰성을 구축해서 수신 여부를 확인하며 '가상회선 패킷 교환 방식'을 사용합니다.

 

UDP는 순서를 보장하지 않고 수신 여부를 확인하지 않으며 단순히 데이터만 주는 '데이터그램 패킷 교환 방식'을 사용합니다. 

 

인터넷(Internet) 계층

장치로부터 받은 네트워크 패킷을 IP주소로 지정된 목적지로 전송하기 위해 사용되는 계층입니다. IP, ARP, ICMP 등이 있으며 패킷을 수신해야 할 상대의 주소를 지정하여 데이터를 전달합니다. 상대방이 제대로 받앗는지에 대해 보장하지 않는 비연결형적인 특징을 가지고 있습니다. 

 

링크(Link) 계층

전선, 광섬유, 무선 등으로 실질적으로 데이터를 전달하며 장치 간에 신호를 주고받는 '규칙'을 정하는 계층입니다. 참고로 네트워크 접근 계층이라고도 합니다. 이를 물리 계층과 데이터 링크 계층으로 나누기도 하는데 물리 계층은 무선 LAN과 유선LAN을 통해 0과 1로 이루어진 데이터를 보내는 계층을 말하며, 데이터 링크 계층은 '이더넷 프레임'을 통해 에러 확인, 접근 제어를 담당하는 계층을 말합니다. 

 

• 유선 LAN(IEEE802.3) : 유선 LAN을 이루는 이더넷은 IEEE802.3이라는 프로토콜을 따르며 전이중화 통신을 씁니다. 
  • 전이중화(Full duplex) 통신 : 양쪽 장치가 동시에 송수신할 수 있는 방식을 말합니다. 이는 송신로와 수신로로 나눠서 데이터를 주고받으며 현대의 고속 이더넷은 이 방식을 기반으로 통신하고 있습니다. 
• 무선 LAN(IEEE802.11) : 무선 LAN 장치는 수신과 송신에 같은 채널을 사용하기 때문에 반이중화 통신을 사용합니다. 
  • 반이중화(Half duplex) 통신 : 양쪽 장치는 서로 통신할 수 있지만 동시에는 통신할 수 없으며 한 번에 한 방향만 통신할 수 있는 방식을 말합니다. 일반적으로 장치가 신호를 신하기 시작하면 응답하기 전에 전송이 완료될 때까지 기다려야 합니다. 또한 둘 이상의 장치가 동시에 전송하면 충돌이 발생하여 메시지가 손실되거나 왜곡될 수 있기 때문에 충돌 방지 시스템이 필요합니다.