정보통신공학 Chap 2 Protocol Architecture, TCP/IP, and Internet-Based Applications

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ℹ️ 굣님요약 정리!

 

📌 Protocol 정의

Protocol이란, 서로 다른 장비에서 같은 계층의 모듈 간에 통신을 위해 따라야 할 규칙의 집합을 의미함.

즉, 데이터의 형식(syntax), 의미(semantics), 전송 순서 및 동작 절차를 정의함.

 

 

💡 데이터 전송 개념

• 계층 N의 프로토콜은 다른 장비의 계층 N과 메시지를 교환하여 통신

• 메시지는 { 제어 정보(header) + payload } 구성

• payload: 상위 계층에서 전달받은 데이터

 

🌐 인터넷 통신 구조: 계층화된 프로토콜 스택

 

 

🧩 Layer 간 관계

• 각 계층은 하위 계층의 서비스를 사용하여 동작하고,

상위 계층에 서비스를 제공함 → Service user & provider 관계

• 각 계층 간의 인터페이스를 SAP (Service Access Point) 라고 부름

• 특히, Application Layer ↔ Transport Layer 사이의 SAP는 socket이라 부름

 

 

📦 TCP/IP 5계층 모델 역할

계층	이름	역할	주소 / 단위	예시
L5	Application Layer	네트워크 응용 서비스 제공 (ex: 웹, 이메일)	URL, Port #	HTTP, SMTP, FTP
L4	Transport Layer	호스트 내 프로세스 간 통신	Port #	TCP, UDP
L3	Network Layer	호스트 간 통신, 라우팅	IP 주소	IP
L2	Data Link Layer	인접 노드 간 데이터 전송	MAC 주소 등	Ethernet, Wi-Fi, HDLC
L1	Physical Layer	실제 비트 전송	전송 매체	광섬유, TP, 무선 등

 

🛜 IP (Internet Protocol) – Layer 3

• host-to-host delivery 서비스 제공 (목적지 IP 주소 기반)

• stateless, best-effort 방식 (신뢰성 보장 X)

• Host ↔ Router ↔ Router ↔ … ↔ Host 구조

• 32-bit IPv4 주소 (예: 203.24.53.1)

• NIC(네트워크 카드)에 할당, 호스트에 직접 할당 아님

• 서버/라우터가 여러 NIC를 가지면 여러 IP 주소 가능

 

 

🧾 Addressing: Process를 식별하는 주소

목적지 프로세스를 찾기 위해

(IP 주소 + Port 번호) 필요

• IP 주소 → 목적지 호스트 식별 (집 주소)

• Port 번호 → 호스트 내 프로세스 식별 (수취인)

 

 

⚖️ TCP vs UDP (Layer 4 Transport Layer)

구분	TCP	UDP
연결 방식	Connection-oriented	Connectionless
신뢰성	Reliable (순서 보장, 재전송, 흐름/혼잡 제어)	Unreliable
속도	느림	빠름
포트	Well-known port 사용	동일
용도	신뢰성 중요 (HTTP, FTP 등)	실시간, 손실 허용 (VoIP, DNS 등)

 

 

 

🛠️ PDU (Protocol Data Unit)

• 각 계층에서 같은 계층의 상대 프로토콜과 교환하는 데이터 단위

• 구성: Header + Payload

• Payload는 상위 계층의 PDU가 들어감

계층	PDU 이름	주소 예시
L5	Message	URL
L4	Segment	Port 번호
L3	Datagram(Packet)	IP 주소
L2	Frame	MAC 주소
L1	Bit	없음 (매체만 존재)

 

 

📶 역사 및 발전

• ARPANET (1970s): NCP 사용

• → NSFnet으로 발전하면서 TCP/IP 도입

• → 오늘날의 인터넷이 형성됨

• 1990s WWW 등장으로 급속 성장 → 보안 이슈 대두

 

 

📡 기타 프로토콜 예시

• ICMP: IP 패킷 전달 중 오류 발생 시 원래 송신자에게 오류 메시지 전달

• 라우팅 프로토콜들: OSPF, RIP, BGP (라우터 전용, 호스트는 사용하지 않음)

 

 

✅ 요약 키워드

• Protocol: 같은 계층 프로토콜 간 규칙

• PDU: 각 계층의 데이터 단위

• Header / Payload

• SAP / TSAP / Socket

• IP 주소 + Port 번호 = 특정 프로세스 주소

• TCP (Reliable), UDP (Fast)

• 계층 간 서비스 관계 / 프로토콜 스택 구조