프로토콜(Protocol)

프로토콜(Protocol)

컴퓨터와 컴퓨터 사이에서 데이터를 원활히 주고 받기 위하여 약속한 여러가지 규악이다.

대표적인 프로토콜의 종류로는 5개가 있다.

└ TCP/IP - 인터넷 접속을 위한 기본 프로토콜

└ HTTP - 홈페이지를 제대로 띄우기 위한 프로토콜

└ FTP - 빠른 파일 송수신을 위한 프로토콜

└ SMTP, POP - 이메일을 보내고 받을 수 있는 프로토콜

└ DHCP - 인터넷 주소를 자동할당 설정

 

프로토콜의 주요기능으로는 8개로 아래와 같다.

주소지정	네트워크에서 다른 객체를 식별하기 위한 주소를 부여한다.
순서지정	데이터 단위의 통신을 할 때 전송 순서를 명시하여 순서 역전이나 중복 패킷 발생 등을 방지한다.
단편화와 재조립	전송하려는 데이터의 용량이 큰 경우, 대용량 파일의 패킷을 일정 크기로 분할해서 전송한 후 수신 측에서 원래대로 합친다.
흐름제어	수신 측에서 허용할 수 없는 용량의 데이터를 보낼 경우, 데이터 손실이나 오류 등의 문제점이 발생할 수 있기 때문에 송신 측에서 전달된 데이터의 양이나 속도를 제어한다.
오류제어	데이터 교환 시 발생하는 오류를 확인하는 기능이다.
연결제어	연결 지항적 통신에서 연결설정, 데이터 전달, 연결 종료의 절차를 제어한다.
동기화	데이터를 주고 받는 두 매체가 전송 시 타이머나 인자 값 등 자원을 공유하는 것이다.
캡슐화	데이터를 전송하기 전 OSI 각 계층에서 송수신자의 주소나 오류 검출 코드 등 여러 제어 정보를 덧붙이는 것을 말한다.

 

TCP/IP

인터넷 정보 전송에서 가장 많이 사용되는 표준 프로토콜으로 TCP 프로토콜의 특성과 IP 프로토콜의 특성을 합친 것이다. 

특정 하드웨어나 OS에 독립적으로 사용하는 것이 가능하고, 인터넷에서 서로 다른 시스템을 가진 컴퓨터들을 서로 연결하고, 데이터를 전송하는데 사용하는 프로토콜로 근거리와 원거리 모두에 사용된다.

TCP 프로토콜의 특성	신뢰성이 높은 데이터를 송수신하고, 전체 데이터가 잘 전송될 수 있도록 데이터의 흐름을 조절하여 성공적으로 상대편 컴퓨터에 도착할 수 있도록하는 역할을 한다.
IP 프로토콜의 특성	IP 주소 체계는 데이터를 한 장소에서 다른 장소로 정확하게 옮겨주는 역할을 한다.

 

L4 응용 계층	ㆍ 사용자 응용 프로그램으로부터 요청을 받아 이를 적절한 메세지로 변환하여 하위 계층으로 전달하는 역할을 한다. ㆍ 이 계층에서 사용되는 프로토콜 : HTTP, TELNET, DNS 등
L3 전송 계층	ㆍ IP에 의해 전달되는 패킷의 오류를 검사하고 재전송을 요구한다. ㆍ 데이터를 전송할 때는 연결/비연결 두가지 방식을 이용하는데, 연결형 방식에는 주로 TCP를 사용되며 연결 후 지속적으로 통신이 일어나서 데이터의 손실이 적고, 비연결 방식으로는 UDP가 사용되며 수신 측과 응답을 받지 않고 수신 측에서 일방적으로 데이터를 전송하여 TCP에 비해 통신 속도가 빠르지만 데이터가 일부 손실될 수 있다는 문제점이 있다. ㆍ  이 계층에서 사용되는 프로토콜 : TCP, UDP
L2 인터넷 계층	ㆍ 전송 계층에서 받은 패킷을 목적지까지 효율적으로 전달하는 것만 고려한다. 즉, 데이터 그램이 가지고 있는 주소를 판독하고 네트워크에서 주소에 맞는 네트워크에서 주소에 맞는 네트워크를 탐색하여 해당 호스트가 받을 수 있도록 테이터 그램을 전송한다. ㆍ 이 계층에서 사용되는 프로토콜 : IP, ARP, ICMP 등
L1 네트워크 계층	ㆍ 특정 프로토콜을 규정하지 않고, 모든 표준과 기술적인 프로토콜을 지원하는 계층으로서 프레임을 물리적인 화선에 올리거나 내려받는 역할을 담당한다. ㆍ 이 계층에서 사용되는 프로토콜 : 이더넷, 토큰 링, FDDI 등

  응용 계층의 HTTP 통신의 경우, 클라이언트가 요청을 보내는 경우에만 서버가 응답하는 단방향 통신이며, 서버가 응답을 받은 후에는 바로 연결이 종료된다.

  하지만 소켓통신의 경우, 서버와 클라이언트가 계속 연결을 유지하는 양방향 통신이기에 실시간으로 데이터를 주고 받는 상황에서 사용한다. 이러한 특징 덕분에 실시간 동영상 스트리밍이나 온라인 게임 등에서 사용된다.

 

OSI

컴퓨터 통신 분야에서 다양한 표준에 대한 국제적인 표준 정의를 위한 골격

 

  모든 네트워크 통신에서 생기는 여러 가지 충돌 문제를 완화하기 위하여 1984년 국제 표준화 기구(ISO)에서 통신이 일어나는 과정을 7단계로 구분한 OSI 7계층을 만들었다.

  네트워크 통신의 각 과정을 계층별로 개념화한 모델이기 때문에 각 계층의 구간별로 데이터의 움직임을 알 수 있고, 장치 간의 데이터 통신을 설명하는데 유용하게 활용된다.

  계층 7단계로 구분하고 각 층별로 표준화 했기 때문에  모든 층에서 사용하는 장비를 통일하지 않고 여러 회사 장비로 사용해도 문제가 없다.

L7 응용 계층	ㆍ 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 인터페이스를 제공한다. ㆍ 사용자에게 가장 직접적으로 보이는 부분이다. ㆍ 구글의 크롬 같은 브라우저나 스카이프, 아웃룩 등의 응용프로그램이 응용계층에서 동작한다. ㆍ 데이터 단위 : 메세지, 데이터
L6 표현 계층	ㆍ  응용프로그램 혹은 네트워크를 위해 데이터를 표현한다. ㆍ 응용프로그램 형식을 네트워크 형식으로 변환하거나 그 반대의 경우가 일어난다. ㆍ 데이터를 안전하게 주고 받기 위해 암호화하고 복호화 하는 과정이 표현 계층에서 일어난다. ㆍ 데이터 단위 : 메세지, 데이터
L5 세션 계층	ㆍ 실제 네트워크 연결이 이뤄진다. ㆍ 프로세스 간의 통신을 제어하고, 통신 과정이 진행될 때 동기화를 유지하는 역할을 한다. ㆍ 네트워크 연결이 이루어져 두 대의 기기가 대화를 하기 위해서는 하나의 세션이 열려야한다. ㆍ 데이터 단위 : 메세지, 데이터
L4 전송 계층	ㆍ 보내고자하는 데이터의 용량과 속도, 목적지를 처리한다. ㆍ 데이터 단위 : 세그먼트
L3 네트워크 계층	ㆍ 네트워크의 핵심인 *라우팅의 대부분이 네트워크 계층에서 작동하며, 데이터가 전송될 수 있는 수 많은 경우의 수 중 가장 효율적인 라우팅을 찾는 것이 가능하다. ㆍ 여러 대의 라우터들을 바탕으로 데이터를 패킷 단위로 쪼개어 전송한다. ㆍ 데이터 단위 : 패킷, 데이터 그램
L2 데이터 링크 계층	ㆍ 직접적으로 연결된 두 개의 노드 사이에 데이터 전송을 가능하게 한다. ㆍ 물리 계층에서 발생한 오류를 수정한다. ㆍ 대부분의 스위치는 데이터 링크 계층에서 작동한다. ㆍ 데이터 단위 비트 : 프레임
L1 물리 계층	ㆍ 시스템의 물리적 전기적 표현을 나타내는 층으로 케이블 종류, 무선 주파수 링크, 핀, 전압 등의 물리적인 요건을 의미한다.  ㆍ 라우터나 스위치의 전압이 켜져있는지, 케이블이 제대로 연결되어 있는지 여부 등 ㆍ 데이터 단위 : 비트

* 라우팅 : 데이터가 가야할 길을 찾는 기능

 

TCP/IP와 OSI

TCP/IP와 OSI의 공통점	ㆍ 다양한 서비스 기능을 가진 응용 프로그램 계층이 존재하고, 전송 계층과 네트워크 계층이 호환하는 계층이 존재한다.
TCP/IP와 OSI의 차이점	ㆍ TCP/IP 프로토콜은 위에서 아래로의 하향식 접근 방식을 따르지만,  OSI은 상향식 접근 방법을 따른다. ㆍ TCP/IP 프로토콜의 실무에 사용되지만, OSI는 개념 모델로 실무가 아닌 논리에 해당한다.