[개념 콕] TCP/IP 4계층

TCP/IP 4 계층

TCP란?

1. 연결 지향 통신을 시작하기 전에 송수신자 간 연결을 설정합니다. 이 연결은 3단계를 거쳐 설정되기 때문에 “3 way handshake” 라고 합니다.

2. 신뢰성 데이터 전송의 신뢰성을 보장합니다. 손실된 패킷은 재전송해주며, 데이터의 순서가 올바르게 도착했는지 확인합니다.

3. 데이터 전송 속도 조절 송수신 측의 데이터 전송 속도를 조절하여 네트워크 혼잡을 방지합니다.

4. 오류 검출 및 수정 데이터 전송 중 발생하는 오류를 검출하고 수정합니다.

5. 데이터 세그먼트화 데이터를 작은 세그먼트로 나누어 전송하고, 수신자 측에서 다시 재조립하여 원래 데이터로 복원합니다.

IP란?

1. 비연결 지향 IP는 데이터 패킷을 전송할 때 송수신자 간 연결을 설정하지 않습니다. 각 패킷은 개별적으로 처리되며, 최선의 경로로 전송됩니다.

2. 주소 지정 네트워크 상의 장치의 고유한 식별을 위해 IP 주소를 사용합니다.

3. 라우팅 패킷이 목적지까지 여러 네트워크를 통해 전달될 수 있도록 경로를 설정합니다.

4. 패킷화 데이터를 작은 패킷으로 나누어 전송합니다. 각 패킷에는 출발지와 목적지 IP 주소 및 기타 라우팅 정보가 포함됩니다.

5. 신뢰성 보장 안 함 IP는 데이터 전송의 신뢰성을 보장하지 않습니다. 패킷 손실, 중복 또는 순서 변경이 발생할 수 있습니다.

TCP와 IP의 비교

TCP/IP의 4계층 설명

1. 네트워크 액세스 계층 (Network Access Layer)

• 물리적 매체를 통해 데이터 전송

• 데이터 링크를 설정하고 유지 및 종료

• MAC 주소를 사용하여 장치 간의 데이터 링크를 설정하고, 오류 검출 및 수정을 수행합니다.

• 신뢰성 물리적 네트워크에서 데이터의 신뢰성 있는 전송을 보장합니다.

• 효율성 다양한 물리적 매체와 네트워크 기술을 지원하여 효율적인 데이터 전송을 가능하게 합니다.

• 표준화 이더넷, 와이파이 등 표준화된 기술을 사용하여 상호 운용성을 보장합니다.

• 한정된 범위
동일 네트워크 내에서만 작동하기 때문에 다른 네트워크와의 통신을 위해선 상위 계층이 필요합니다.

• 물리적 손상
케이블이나 하드웨어 손상 시 네트워크 성능이 저하될 수 있습니다.

• 이더넷

• 와이파이

• ARP

• PPP

• 스위치와 허브

2. 인터넷 계층 (Internet Layer)

• 주소 지정 및 라우팅
• 데이터를 패킷으로 나누어 IP 주소를 사용하여 네트워크 간의 라우팅을 수행합니다.
• 출발지와 목적지 IP 주소를 포함한 패킷 헤더를 사용하여 데이터의 논리적 전달 경로를 설정합니다.

• 비연결 지향
• 인터넷 계층의 프로토콜은 비연결 지향 방식으로 작동하며, 각 패킷은 독립적으로 전송됩니다.
• 패킷 간의 순서나 신뢰성 보장은 상위 계층에서 처리합니다.

• 패킷화
• 패킷 단위로 나누어 전송합니다.
• 패킷은 독립적으로 처리되고 라우팅됩니다.

• 최선의 노력
• IP는 패킷의 전달을 보장하지 않지만, 최선의 노력을 다해 목적지로 전달합니다.

• 확장성
인터넷 계층은 대규모 네트워크에서도 효율적으로 작동합니다.

• 유연성
다양한 네트워크와 장치 간의 데이터 전송을 지원하며, 다양한 라우팅 프로토콜을 통해 최적 경로를 설정할 수 있습니다.

• 보편성
IP 프로토콜은 전 세계적으로 표준화되어있으며, 인터넷 통신의 기본 프로토콜로 사용됩니다.

• 신뢰성 부족
데이터 전송의 신뢰성을 보장하지 않으며, 패킷 손실, 중복, 순서 변경 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

• 복잡성
경로 설정 및 라우팅 과정이 복잡하며, 네트워크 혼잡이나 라우팅 문제로 인해 성능이 저하될 수 있습니다.

• IP (Interner Protocol)

• 라우터
여러 네트워크를 연결하고, 패킷의 경로를 설정하여 데이터를 전송합니다.

• Layer 3 스위치
라우터와 유사한 기능을 수행하지만, 주로 LAN 환경에서 사용되며, 패킷을 Layer 3에서 처리하여 고속 라우팅을 제공합니다.

3. 전송 계층 (Transport Layer)

• TCP
• 연결 지향
• 신뢰성
• 흐름 제어
• 오류 검출 및 수정
• 세그먼트화 및 재조립

• UDP
• 비연결 지향
• 신뢰성 없음 데이터 전송의 신뢰성을 보장하지 않습니다. 오류 검출, 재전송, 순서 제어 기능이 없습니다.
• 저지연 빠르고 효율적인 데이터 전송을 제공합니다. 실시간 어플리케이션에 적합합니다.
• 간단한 헤더 구조 헤더가 간단하여 오버헤드가 적습니다.

• 데이터 세그먼트화 및 재조립
데이터를 작은 세그먼트로 나누어 전송하고 수신자가 다시 재조립합니다. 이를 통해 큰 데이터를 효율적으로 전송할 수 있습니다.

• 연결 설정 및 종료
TCP는 데이터 전송 전에 송수신자 간 연결을 설정하고 전송 완료 후에 연결을 종료합니다. UDP는 비연결 지향 방식이기 때문에 연결 설정이 필요 없습니다.

• 오류 검출 및 수정

• 흐름 제어 및 혼잡 제어

• 신뢰성 TCP는 데이터 전송의 신뢰성을 보장합니다.

• 효율성 UDP는 헤더가 간단하고 연결 설정이 필요 없기 때문에 빠르고 효율적인 데이터 전송을 제공합니다.

• 유연성 전송 계층은 다양한 어플리케이션 요구 사항에 맞춰 TCP와 UDP를 선택하여 사용할 수 있습니다.

• 오버헤드
TCP는 신뢰성을 보장하기 위해 많은 헤더 정보와 제어 메세지를 사용하므로, 오버헤드가 큽니다.

• 복잡성
TCP의 연결 설정, 흐름 제어, 오류 검출 및 수정 등의 기능은 구현이 복잡하고 자원을 많이 소모합니다.

• 신뢰성 부족
UDP는 신뢰성을 보장하지 않으므로, 데이터 손실이나 순서 변경 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

• TCP (Transmission Control Protocol) 웹 브라우징, 이메일, 파일 전송 등에서 사용됩니다.

• UDP (User Datagram Protocol) 실시간 스트리밍, 온라인 게임 등에서 사용됩니다.

4. 응용 계층 (Application Layer)

• 사용자 인터페이스 제공

• 다양한 프로토콜 지원

• 데이터 형식 변환 및 표현

• 세션 관리

• 사용자 친화성

• 다양한 서비스 제공

• 확장성

• 보안 문제

• HTTP (Hypertext Transfer Protocol)

• HTTPS (HTTP Secure) HTTP에 보안기능을 추가한 프로토콜로, 데이터 암호화를 통해 안전한 통신을 제공합니다.

• FTP (File Transfer Protocol)

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

• DNS (Domain Name System)

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