04. 06 TIL : 인터넷/ 전송 계층(IP, TCP, UDP)

IP 프로토콜

- 지정한 IP 주소에 데이터를 패킷 단위로 전달한다

 

IP 프로토콜의 단점

- 패킷을 받을 대상이 없거나 서비스 불능 상태여도 패킷을 전송할 수 있다

- 패킷이 중간에 사라져도 송신 클라이언트에서 그 손실 여부를 확인할 방법이 없다

- 패킷을 보낸 순서를 보장하지 않는다(데이터의 순서가 보장되지 않는다)

- 같은 IP를 사용하는 서버 내 애플리케이션에 대한 구분이 어렵다

 

IP 프로토콜의 단점을 보완한 프로토콜 : TCP/UDP

*cf) TCP/IP 프로토콜 (OSI 7계층과 비교 가능)

데이터를 주고받기 위한 규칙과 절차를 정희하며, TCP/IP 프로토콜을 중심으로 설계되었다.

1) 응용 계층

사용자와 직접 상호작용하는 계층으로 데이터 형식 변환, 암호화 사용자 인터페이스 등 제공 : HTTP, FTP, SMTP 등

2) 전송 계층

데이터 전송의 신뢰성과 흐름 제어를 담당한다 : TCP, UDP

3) 인터넷 계층

IP 프로토콜이 핵심으로, 패킷 단위 데이터를 목적지로 라우팅하는 역할을 한다. IP 주소를 통해 네트워크 간 연결을 가능하게 한다

: IPv4, IPv6 등

4) 네트워크 인터페이스 계층

물리적 네트워크의 연결을 담당한다. 이터넷, 와이파이, MAC 주소 등 하드웨어 수준 데이터 전송 처리 단계 : 이더넷 프레임, ARP

 

~ 실사용 예시 비교

1) 응용계층 (애플리케이션)

1-1) 웹브라우저, 네트워크 게임, 채팅 프로그램 등의 프로그램에서 메세지를 생성한다.

1-2) 소켓 라이브러리를 통해 전달한다

2) 전송 계층 + 인터넷 계층 (운영체제)

2-1) 메세지 데이터를 포함한 TCP 정보 생성

2-2) TCP 테이터를 포함한 IP 패킷 생성

3) 네트워크 인터페이스에서 랜카드를 통해 인터넷, 서버로 전송

 

+ OSI 7계층에 대해

https://cdaosldk.tistory.com/299

CS 강의 9. OSI 7계층

 

~ 전송되는 데이터에서 IP/TCP

출처 : 김영한, 모든 개발자를 위한 HTTP 웹 기본 지식

1) TCP

전송 제어 프로토콜

- 연결 지향

TCP 3 way handshake (가상 연결)

TCP(전송 제어 프로토콜)에서 네트워크의 두 장치 간 연결을 설정하는 데 사용하는 프로세스, 총 3단계

1. SYN(동기화) :

클라이언트는 서버에 SYN 패킷 전송, 이때 클라이언트는 SYN/ACK 응답을 기다리는 SYN_SENT 상태가 됩니다

2. 서버는 SYN요청을 받고 클라이언트에게 요청을 수락한다는 ACK(응답 문자, 긍정 응답 문자)와 SYN flag가 설정된 패킷을 발송하고 클라이언트가 ACK로 응답하기를 기다린다. 서버는 SYN_RECEIVED 상태가 된다.

3. 클라이언트는 서버에게 ACK를 보내고 이후 연결이 이루어지고 데이터를 통신 할 수 있다. 서버는 ESTABLISHED 상태가 된다.

TCP 3 way handshake는 연결만 설정하고 데이터 전송의 안정성을 보장하지 않으므로 안정성을 보장해주는 다른 기술을 함께 사용해야 합니다

 

- 데이터 전달 보증

- 순서 보장

 

2) UDP : 데이터 전달 및 순서를 보장하지 않지만, 속도가 빠르다

~ IP 프로토콜과 거의 같다. PORT와 체크섬 정도만 추가되었다 -> 애플리케이션에서 추가 작업이 필요하다

+ HTTP 3에서는 UDP 프로토콜을 사용한다