프로토콜과 TCP/IP

프로토콜이란?

프로토콜은 서로 다른 기기들 간의 데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있도록 표준화시켜 놓은 통신 규약이다.

프로토콜의 기본 요소

• 구문(Syntax)
  • 전송하고자 하는 데이터의 형식, 부호화, 신호 레벨 등을 규정
• 의미(Semantics)
  • 두 기기 간의 효율적이고 정확한 정보 전송을 위한 협조 사항과 오류 관리를 위한 제어 정보를 규정
• 시간(Timing)
  • 두 기기 간의 통신 속도, 메시지의 순서 제어 등을 규정

프로토콜의 기능

• 단편화(Fragmentation)와 재합성(Assembly)
  • 단편화 : 송신 측에서는 긴 데이터 블록을 손쉽게 전송할 수 있도록 크기가 똑같은 작은 블록으로 나누어 전송
  • 재합성 : 수신 측에서 쪼개진 작은 데이터 블록을 재합성하여 원래의 메시지로 복원하는 기능
• 캡슐화(Encapsulation)
  • 각 프로토콜에 적합한 데이터 블록을 만들려고 데이터에 정보를 추가하는 것
  • 플래그, 주소, 제어 정보, 오류 검출 부호 등을 부착하는 기능
• 연결 제어(Connection Control)
  • 비연결 데이터 전송(데이터그램)과 연결 위주 데이터 전송(가상회선)을 위한 통신로를 개설·유지·종결하는 기능
• 흐름 제어(Flow Control)
  • 데이터양이나 통신속도 등이 수신 측의 처리 능력을 초과하지 않도록 조정하는 기능
• 오류 제어(Error Control)
  • 데이터 전송 중 발생할 수 있는 오류나 착오 등을 검출하고 정정하는 기능
• 순서 결정(Sequencing)
  • 연결 위주의 데이터를 전송할 때 송신 측이 보내는 데이터 단위 순서대로 수신 측에 전달하는 기능
• 주소 설정(Addressing)
  • 발생지, 목적지 등의 주소를 명기하여 데이터를 정확하게 전달하는 기능
• 동기화(Synchronization)
  • 두 통신 객체의 상태(시작, 종류, 검사 등)를 일치시키는 기능
• 다중화(Multiplexing)
  • 하나의 통신로를 여러 개로 나누거나 회선 여러 개를 하나의 통신로로 변환시켜 다수의 가입자가 동시에 사할 수 있도록 하는 기능
• 전송 서비스(Transmission Service)
  • 통신 객체를 사용하기 쉽도록 별도로 추가 서비스(패리티 검사, 보안도, 서비스 등급, 우선순위 등)를 제공하는 기능

TCP/IP란?

TCP/IP는 인터넷에 연결된 서로 다른 기종의 컴퓨터들이 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 표준 프로토콜이다.

• 1960년대 말 ARPA에서 개발하여 ARPANET에서 사용하기 시작
• UNIX의 기본 프로토콜로 사용되었다가 현재는 인터넷 범용 프로토콜로 사용
• TCP(Transmission Control Protocol)과 IP(Internet Protocol)이 결합

TCP/IP의 구조

https://velog.io/@donghoim/%EC%A0%95%EB%B3%B4%EC%B2%98%EB%A6%AC%EC%82%B0%EC%97%85%EA%B8%B0%EC%82%AC-9%EA%B0%95-TCPIP

응용 계층의 주요 프로토콜

• FTP(File Transfer Protocol)
  • 원격 파일 전송 프로토콜
• SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)
  • 전자 우편 교환 서비스
• TELNET
  • 원격 접속 서비스
  • 가상 터미널 기능 수행
• SNMP(Simple Network Management Protocol)
  • TCP/IP의 관리 프로토콜
  • 네트워크 기기의 네트워크 정보를 네트워크 관리 시스템에 보내는 데 사용되는 프로토콜
• DNS(Domain Name System)
  • 도메인 네임을 IP주소로 매핑하는 시스템
• HTTP(HyperText Transfeer Protocol)
  • WWW에서 HTML을 송수신하기 위한 표준 프로토콜
• MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)
  • 발행-구독 기반의 메세지 프로토콜, IoT 환경에서 자주 사용됨.

전송 계층의 주요 프로토콜

• TCP(Transmission Control Protocol)
  • 양방향 연결형 서비스 제공
  • 가상 회선 연결 형태의 서비스 제공
  • 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능을 함
  • 스트림 위주의 패킷 단위 전달
• UDP(User Datagram Protocol)
  • 비연결형 서비스 제공
  • 실시간 전송에 유리하며, 신뢰성보다는 속도가 중요시되는 네트워크에서 사용
• RTCP(Real-Time Control Protocol)
  • 패킷의 전송 품질을 제어하기 위한 제어 프로토콜
  • 세션에 참여한 각 참여자들에게 주기적으로 제어 정보를 전송
  • 데이터 전송을 모니터링하고 최소한의 제어와 인증 기능만을 제공
  • 패킷은 항상 32비트의 경계로 끝남

인터넷 계층의 주요 프로토콜

• IP(Internet Protocol)
  • 전송할 데이터에 주소를 지정하고 경로를 설정
• ICMP(Internet Control Message Protocol)
  • IP와 조합하여 통신 중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로 변경 등을 위한 제어 메시지를 관리
  • 헤더는 8Byte로 구성
• IGMP(Internet Group Management Protocol)
  • 멀티캐스트를 지원하는 호스트나 라우터 사이에서 멀티캐스트 그룹 유지를 위해 사용
• ARP(Address Resoultion Protocol)
  • IP 주소를 MAC Address로 변환 (논리 주소 → 물리 주소)
• RARP(Reverse Address Resolution Protocol)
  • ARP의 반대로 MAC Address를 IP 주소로 변환 (물리 주소 → 논리 주소)

네트워크 액세스 계층의 주요 프로토콜

• IEEE 802
  • LAN을 위한 표준 프로토콜
• HDLC
  • 비트 위주의 데이터 링크 제어 프로토콜
• X.25
  • 패킷 교환망을 통한 DTE(신호 단말 장치)와 DCE(신호 통신 장비) 간의 인터페이스를 제공하는 프로토콜
• RS-232C
  • 공중전화 교환망(PSTN)을 통한 DTE(신호 단말 장비)와 DCE(신호 통신 장비) 간의 인터페이스를 제공하는 프로토콜