인터넷 통신의 핵심, TCP/IP 4계층 이해하기

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오늘은 인터넷 통신의 핵심인 TCP/IP 4계층 에 대해 이야기 해 보도록 하겠습니다. 

 

 

TCP/IP는 인터넷 프로토콜 스위트의 핵심 프로토콜인 TCP와 IP를 의미합니다. TCP/IP는 4계층으로 구성되어 있습니다.

 

1. 네트워크 액세스 계층 (Network Access Layer) 네트워크 액세스 계층은 네트워크 카드와 같은 하드웨어와 관련된 계층입니다. 이 계층은 물리적으로 데이터를 전송하는 역할을 합니다.

 

2. 인터넷 계층 (Internet Layer) 인터넷 계층은 IP 프로토콜을 기반으로 하며, 인터넷에서 패킷을 전송하는 데 사용됩니다. 이 계층에서는 IP 주소를 사용하여 패킷을 경로에 따라 전송하고, 패킷의 분할과 재조립도 처리합니다.

 

3. 전송 계층 (Transport Layer) 전송 계층은 TCP 또는 UDP 프로토콜을 사용하여 데이터의 전송을 관리합니다. 이 계층에서는 데이터의 신뢰성과 효율성을 제공하기 위해 오류 제어, 흐름 제어 및 다중화 등의 기능이 구현됩니다.

 

4. 응용 계층 (Application Layer) 응용 계층은 최종 사용자에게 제공되는 서비스를 제공합니다. 이 계층에서는 HTTP, FTP, SMTP 등의 프로토콜이 사용되며, 데이터의 형식과 내용을 결정합니다.

 

TPC/ IP 모델

1. 응용계층에서 벌어지는 일

 

응용 계층은 최종 사용자에게 제공되는 서비스를 제공하는 계층입니다. 이 계층에서는 HTTP, FTP, SMTP, POP3 등과 같은 프로토콜을 사용하여 데이터를 교환합니다.

 

 

예를 들어, 웹 브라우저에서 웹 사이트에 접속하는 경우, 웹 브라우저는 HTTP 프로토콜을 사용하여 웹 서버에 요청을 보냅니다. 이 요청은 인터넷 계층과 전송 계층을 거쳐 웹 서버에 전달되고, 웹 서버는 요청에 대한 응답으로 HTML 파일을 전송합니다. 이 HTML 파일은 인터넷 계층과 전송 계층을 거쳐 웹 브라우저에 전달되고, 웹 브라우저는 이를 해석하여 사용자에게 보여주게 됩니다.

 

또 다른 예로는 이메일을 보내는 경우, 이메일 클라이언트는 SMTP 프로토콜을 사용하여 이메일 서버에 메시지를 보냅니다. 이메일 서버는 이 메시지를 수신자의 이메일 서버로 전달하고, 수신자의 이메일 클라이언트는 POP3 또는 IMAP 프로토콜을 사용하여 메시지를 수신합니다.

 

즉, 응용 계층에서는 최종 사용자가 필요로 하는 서비스를 제공하는 데 필요한 프로토콜을 사용하여 데이터를 교환합니다. 이를 통해 인터넷 사용자는 웹 사이트를 보거나 이메일을 보내는 등 다양한 서비스를 이용할 수 있게 됩니다.

<출처-UNPLASH>

2. 전송계층에서 벌어지는 일

 

전송 계층은 데이터의 신뢰성을 보장하고, 두 시스템 간에 연결을 설정하고 유지하는 역할을 합니다. 이 계층에서는 TCP (Transmission Control Protocol)와 UDP (User Datagram Protocol)와 같은 프로토콜이 사용됩니다.

 

TCP는 연결 지향적이며, 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장합니다. TCP는 3-way handshake 과정을 통해 연결을 설정하고, 데이터 전송 후에는 ACK 패킷을 이용해 상대방으로부터 데이터 전송 여부를 확인합니다. 데이터 전송 중 오류가 발생하면, 손상된 데이터를 재전송하여 데이터의 신뢰성을 보장합니다.

 

반면, UDP는 비연결성과 비신뢰성을 가지고 있습니다. UDP는 데이터를 전송하기 전에 연결을 설정하지 않으며, 데이터 전송 후에도 상대방으로부터 ACK 패킷을 받지 않습니다. 데이터의 손상 여부를 확인하지 않기 때문에, 전송 속도가 빠르고 오버헤드가 적은 장점이 있습니다. 하지만, 데이터 전송 중에 손실이 발생하면 데이터를 재전송하지 않아 데이터의 신뢰성이 보장되지 않습니다.

 

 

전송 계층에서는 이러한 TCP와 UDP 프로토콜을 사용하여 데이터의 신뢰성을 보장하고, 데이터 전송 과정에서 발생할 수 있는 여러 가지 문제를 해결합니다. 또한, 이 계층에서는 포트 번호를 사용하여 어플리케이션 간에 데이터를 구분하고, 다수의 어플리케이션이 동시에 데이터를 전송할 수 있도록 지원합니다.

 

3. 인터넷 계층에서 벌어지는 일

 

인터넷 계층은 전송 계층에서 받은 데이터를 IP 패킷으로 캡슐화하고, 라우팅을 통해 목적지까지 전달하는 역할을 합니다. 이 계층에서는 IP (Internet Protocol) 프로토콜을 사용하여 데이터를 전송합니다.

 

IP 패킷은 송신자 IP 주소와 수신자 IP 주소를 포함하고 있으며, 라우팅을 위한 TTL (Time-To-Live) 값, 프로토콜 정보, 패킷 크기 등의 정보도 함께 포함됩니다. 이러한 정보를 기반으로 인터넷 계층에서는 라우팅을 수행하며, 최적의 경로를 통해 목적지까지 패킷을 전달합니다.

 

인터넷 계층에서는 라우팅 테이블을 사용하여 다음 라우터로 패킷을 전송하고, 이러한 라우팅 테이블은 정적 라우팅과 동적 라우팅으로 구성됩니다. 정적 라우팅은 수동으로 라우팅 테이블을 설정하고 유지하는 방식이며, 동적 라우팅은 네트워크에서 발생하는 정보를 수집하여 라우팅 테이블을 자동으로 업데이트하는 방식입니다.

 

 

인터넷 계층은 또한 IP 프로토콜을 기반으로 다른 프로토콜을 지원합니다. 예를 들어, ICMP (Internet Control Message Protocol)는 인터넷 계층에서 발생하는 오류 메시지를 전송하는 데 사용되며, ARP (Address Resolution Protocol)는 IP 주소와 MAC 주소 간의 매핑 정보를 관리하여 데이터 링크 계층에서 사용됩니다.

 

인터넷 계층은 다른 계층과 달리 물리적인 네트워크 구성과는 독립적으로 작동하며, 인터넷상에서 다른 네트워크와 통신할 수 있도록 해줍니다. 따라서, 인터넷이라는 거대한 네트워크 상에서 데이터를 전송하기 위해서는 인터넷 계층에서 IP 프로토콜을 사용하여 데이터를 전송해야 합니다.

 

 

4. 네트워크 계층에서 벌어지는 일

 

네트워크 계층은 인터넷 계층에서 전달된 IP 패킷을 라우팅하여 목적지까지 전달하는 역할을 합니다. 이 계층에서는 라우터를 사용하여 여러 개의 네트워크를 연결하며, IP 주소를 사용하여 라우팅 결정을 수행합니다.

 

네트워크 계층은 인터넷 계층에서 전달된 IP 패킷을 라우팅하여 목적지까지 전달하는 역할을 합니다. 이 계층에서는 라우터를 사용하여 여러 개의 네트워크를 연결하며, IP 주소를 사용하여 라우팅 결정을 수행합니다.

 

네트워크 계층은 인터넷 계층에서 전달된 IP 패킷을 라우팅하여 목적지까지 전달하는 역할을 합니다. 이 계층에서는 라우터를 사용하여 여러 개의 네트워크를 연결하며, IP 주소를 사용하여 라우팅 결정을 수행합니다.

 

네트워크 계층은 인터넷 계층에서 전달된 IP 패킷을 라우팅하여 목적지까지 전달하는 역할을 합니다. 이 계층에서는 라우터를 사용하여 여러 개의 네트워크를 연결하며, IP 주소를 사용하여 라우팅 결정을 수행합니다.

 

네트워크 계층은 인터넷 계층에서 전달된 IP 패킷을 라우팅하여 목적지까지 전달하는 역할을 합니다. 이 계층에서는 라우터를 사용하여 여러 개의 네트워크를 연결하며, IP 주소를 사용하여 라우팅 결정을 수행합니다.

 

 

TCP/IP 4계층은 인터넷 통신에서 핵심적인 역할을 수행하는 프로토콜 계층입니다. 각 계층은 자신의 역할과 기능을 수행하면서 효율적인 데이터 통신을 위해 다른 계층과 연동하며 작동합니다. 이러한 계층 구조는 인터넷의 안정적인 통신과 데이터 전송의 원활한 진행을 보장합니다.

 

TCP/IP 4계층은 인터넷 통신에서 데이터의 안정적인 전송과 효율적인 통신을 위한 핵심적인 역할을 합니다. 이를 이해하고 적절하게 활용함으로써 더욱 안정적이고 효율적인 데이터 통신이 가능해질 것입니다.

 

 

어제의 일상을 기록하고 오늘을 살아가는 어제와 오늘이었습니다.