네트워크 2 - 1 TCP/IP 계층 구조 및 역할

용어체크

1. TCP : 트랜스미션 컨트롤 프로토콜. 4계층인 전송 계층에서 동작하며 연결지향형 서비스를 제공하고 신뢰성있는 데이터 전송을 보장한다. 이러한 기능은 TCP 헤더 내의 각종 필드에 의해서 가능하며, TCP헤더의 각 항목은 여러 필드로 구성되어있다. IP와 같이 사용되며 TCP는 WWW를 이용하거나 이메일을 전송하거나 할때 사용된다.

2. IP : OSI 참조 모델의 3계층인 네트워크 계층에서 사용되며, 패킷을 출발지에서 목적지까지 전달하는 데 사용된다. IP는 최선형(Best Effort) 서비스를 이용하여 패킷을 전달한다. 이때 목적지까지 패킷이 도착하는 것을 보증하지 않기 때문에 도중에 패킷이 손실될 가능성이 있다.

3. UDP : UDP는 TCP와 마찬가지로 4계층인 전송계층에서 동작하며 포트 번호를 기반으로 통신한다. TCP와 달리 UDP는 수신한 데이터에 대해 수신확인 응답을 하지 않는다. 따라서 TCP와 달리 송수신 절차가 비교적 간단하고, 오류 제어 기능은 제공되므로 소량의 데이터 전송이나 실시간 전송에 효과적으로 사용된다.

 

학습내용 TCP/IP 계층 구조 및 역할 TCP, UDP, IP 헤더 학습목표 TCP/IP 각 계층의 기능과 역할에 대하여 설명할 수 있다. TCP, UDP, IP 헤더 기능에 대하여 설명할 수 있다.

 

1. TCP/IP 계층구조 및 역할

 

1) TCP/IP란?

  * TCP/IP도 프로토콜이다!

    TCP/IP는 프로토콜의 일종으로, 인터넷을 사용하는 모든 통신의 기본이 된다. 이는 한 개의 프로토콜이 아니라 여러 가지의 프로토콜의 조합으로 이루어져 있다. 이를 기반으로 BAN, PAN, LAN, MAN, WAN구간의 장치들이 데이터를 주고받을 수 있게 된다. OSI 7계층과 달리 4개의 계층으로 표현되는데, TCP/IP라는 명칭에서 TCP는 서비스를, IP는 주소를 가리킨다.

2) TCP/IP 계층

 

① 네트워크 접속 계층

   * OSI 참조 모델의 물리 계층과 데이터링크 계층의 역할을 수행하며, 프레임의 송신과 수신을 담당한다. ARP와 RARP 프로토콜을 사용하며, 에러 검출기능이 있고 패킷을 프레임화하는 역할을 담당한다.

 

     ARP : 목적지의 MAC주소를 알아내는 프로토콜. Broadcast를 수행하며 ARP에 대한 응답은 Unicast를 수행한다.

     RARP : 목적지의 IP주소를 알아내는 프로토콜로 Unicast를 수행한다.

 

     네트워크 접속 계층의 대표 장치는 NIC(네트워크카드), 스위치, 허브이다.

 

 

 

 

② 인터넷 계층

   * OSI 참조 모델의 3계층인 네트워크 계층의 역할을 담당한다. 패킷의 송수신을 담당하며 IP주소체계를 관리한다. 패킷을 수신하면 IP주소를 확인하여 패킷을 목적지로 보내는 라우팅 기능을 수행한다. 라우팅 경로는 사용하는 라우팅 프로토콜에 따라 달라진다.

 

     IP : 컴퓨터 네트워크에서 장치들을 나타내는 수단이다. 32bit사양의 v4와 64bit 사양의 v6의 두가지가 존재한다.

     ICMP : 인터넷 제어 메시지 프로토콜. 장치간의 통신 가능 여부(예_Ping)를 확인할때 사용한다. ICMP는 Echo Request(요청) 및 Echo Reply(응답)으로 구성된다.

 

 

 

 

③ 전송 계층

   * End-to-End 통신(종단간 통신)이 완성되는 계층이다. 프로토콜로는 TCP와 UDP를 사용한다.

 

     TCP와 UDP는 포트번호를 사용하여 통신한다. TCP는 신뢰성있는 통신을 제공하지만, UDP는 TCP에 비해 신뢰성 있는 통신을 제공하지 않는 대신 데이터 처리 속도가 빠르다. UDP를 이용하는 응용프로그램에서 어느정도 신뢰성있는 통신을 필요로 할 경우 다른 프로토콜을 함께 사용하여 신뢰성을 제공할 수 있다. TCP와 UDP는 RFC1700 문서에 그 정의가 정확하게 제공되고 있다.

 

     TCP와 UDP가 사용하는 포트번호들 중 Well-Known 포트라는 것이 있다. 이는 대부분의 시스템 간에 널리 이용되는 애플리케이션을 위해 기본값으로 설정되어있는 포트번호를 말한다.

실제로는 더 많다.

 

④ 응용 계층

   * OSI 참조 모델의 세션, 표현, 응용 계층의 역할을 수행하는 계층이다. 실제 사용자데이터를 처리하는 계층으로, http, https, FTP, SMTP, POP3, DNS등의 프로토콜이 이 계층에서 사용된다.

 

 

 

 

2. TCP, UDP, IP 헤더

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

연습문제

 

Quiz 01IPv4와 IPv6는 통신 장치에서 사용할 수 있는 주소이다.

• 1 O
• 2 X

정답 :1

해설 :IPv4와 IPv6는 네트워크 장치에 할당할 수 있는 주소를 의미하며, 주소가 없으면 다른 장치와 통신을 할 수 없습니다.

 

Quiz 02네트워크 접속 계층의 네트워크 장비가 아닌 것은?

• 1 NIC
• 2 허브
• 3 스위치
• 4 라우터

정답 :4

해설 :라우터는 네트워크 접속 계층의 장비가 아니라 인터넷 계층의 장비이다.

 

Quiz 03TCP 헤더에서 TCP 세션의 전송 종료 시 사용하는 필드는 무엇인가?

• 1 FIN
• 2 ACK
• 3 URG
• 4 PSH

정답 :1

해설 :FIN은 TCP 세션의 전송 종료를 위해 TCP 헤더에서 사용하는 필드이다.

 

학습정리 1. TCP/IP 계층 구조 및 역할 인터넷을 사용하는 모든 통신의 기본적인 프로토콜이다. 한 개의 프로토콜이 아닌 여러 가지 프로토콜 조합이다. TCP/IP를 기반으로 BAN, PAN, LAN, MAN, WAN 구간의 장치들이 원활히 데이터를 주고 받을 수 있다. OSI 7계층과 달리 4개의 계층 네트워크 접속 계층(Network Access Layer), 인터넷 계층(Internet Layer), 전송 계층(Transport Layer), 응용 계층(Application Layer)으로 표현된다. TCP는 서비스를, IP는 주소를 의미한다. 2. TCP, UDP, IP 헤더 TCP는 연결 지향형(Connection-Oriented) 서비스를 제공하고 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장한다. UDP는 TCP와 마찬가지로 전송 계층에서 동작하며 포트 번호를 기반으로 통신으로 TCP와 달리 수신한 데이터에 대하여 수신확인 응답을 하지 않는다. IP는 최선형(Best Effort) 서비스를 이용하여 패킷을 전달하지만 목적까지 패킷이 도착하는 것은 보증하지 않고 그렇기 때문에 도중에 패킷이 손실될 수 있다.