네트워크 모델 (2) - TCP/IP 프로토콜 훑어보기 (1)

1. TCP/IP Protocol Suite (프로토콜 집합)

가장먼저 우리는 네트워크 통신의 대표격인 인터넷 통신에 대해서 알아본다. 인터넷이란 TCP/IP 기반의 네트워크 대 네트워크간의 연결을 의미한다. 아래 그림의 왼쪽 계층은 초창기 TCP/IP 프로토콜이다. 당시에는 4계층으로 분류했지만 현재에 와서는 오른쪽과 같이 5계층으로 변경되었다. 

 

[그림] TCP/IP 프로토콜의 변천

 

※ Layer 1~5까지 전부 포함되어있는 시스템은 양 끝단에 있는 단말기(터미널)밖에 없다. 적어도 중간에서 그들 사이를 이어주는 단계에서는 Application 계층을 포함해서는 안된다. Application 계층에서는 Data가 Information으로 바뀌는데 중간 단계에서 이러한 작업이 일어나면 개인의 정보가 유츌되거나 도청될 우려가 있다.

 

※ 또한 이전에 말했듯이 Layer 1~3까지만 있는 시스템들을 데이터 통신이라고 한다. 그래서 우리가 배우고 있는 이 데이터 통신 과목에서는 Layer 1~3까지만 집중적으로 공부하고 이후에 배울 컴퓨터 네트워크 과목에서 Layer 4~5에 대해서 공부한다.

 

 

2. 데이터 통신 장비 

[그림] Hub, Switch, Bridge, Router

 

• 허브 (Hub) : 1단계 물리층 장비. 한 포트로 신호가 들어오면 모든 포트로 전송

• 브릿지 (Bridge) : 2단계 장비. 랜카드주소(MAC) 사용가능. 보내려는 포트만 전송가능

• 스위치 (Switch) : 2단계 장비. 하드웨어방식, 브릿지보다 빠르고 많은 포트를 지원

• 라우터 (Router) : 위의 요소들로 구성한 네트워크를 외부 네트워크와 연결하기 위해 사용함. 3단계 장비이기 때문에 IP주소를 사용해 다른 네트워크로 패킷을 전송한다. (공유기)

 

[그림] LAN, 네트워크의 개수는?

 

• LAN의 개수 : 3개 (Bridge 개수, 내부 네트워크를 의미)

• 네트워크 개수 : 1개 (Router 개수, 외부에서 보이는 네트워크를 의미)

 

3. TCP/IP 통신과 Protocol Layering 2원칙

1) Protocoal Layering 2원칙 : 

(1) 양방향 통신이라면 각 계층이 상반되는 기능을 수행해야한다. (e.g. 말하기/듣기, 암호화/복호화)

(2) 각 계층에서 통신되는 객체의 형식은 반드시 동일해야한다. (e.g. 평서문, 암호문 등)

 

[그림] TCP/IP 예시 (1)

 

2) Protocol Layering 1원칙 : 각 계층이 상반된 기능 수행

Layer	송신자	수신자
Application	정보를 보낸다.	정보를 받는다.
Transport	정보를 잘게 쪼갠다.	정보를 모아서 넘긴다.
Network	경로 선택코드 추가.	경로를 선택하고 경로코드 제거
Data Link	오류검출 코드가 추가된다.	오류를 수정하고 검출코드 제거
Physical	비트단위로 송신된다.	비트단위로 수신된다.

각 계층 (1~5 Layer)가 정확히 송신자/수신자 관점에서 정확히 상반된 기능을 수행하는 것을 알 수 있다. 따라서 TCP/IP 프로토콜은 1원칙을 잘 준수하고 있다는 것을 알 수 있다. 

 

[그림] TCP/IP 예시 (2)

 

3) Protocol Layering 2원칙 : 각 계층이 동일한 형식의 데이터를 다룸

Layer	송신자 & 수신자
Application	Message (메시지)
Transport	Segment (세그먼트)
Network	Datagram (데이터그램)
Data Link	Frame (프레임)
Physical	Bit (비트)

즉, 송신자든 수신자든 각 계층에서 동일한 형식의 데이터를 다루므로 2원칙 역시 잘 준수되고있다.

 

4. Reference

데이타통신