[네트워크] 2. TCP/IP

TCP/IP는 서로 다른 회선끼리 통신할 수 있게 하는 통신 프로토콜 세트 입니다.

TCP/IP에서 다루는 범위는 역할에 따라 4개의 계층으로 나뉘는데, 이를 TCP/IP 4계층 모델이라고 하며, 데이터 송수신에 필요한 작업을 각 층에서 분담해서 처리합니다.

 

TCP/IP 4계층 모델

구분	계층명	주요 프로토콜	역할
4층 (사용자에 가까움)	응용 계층	HTTP, DNS 등	애플리케이션에 맞추어서 통신
3층	전송 계층	TCP, UDP	IP와 애플리케이션을 중개해서 송신된 데이터를 전달
2층	인터넷 계층	IP, ICMP, ARP 등	네트워크 주소를 기반으로 수신 측 컴퓨터까지 데이터 전송
1층 (기기에 가까움)	네트워크 접속 계층	이더넷, Wi-Fi 등	컴퓨터를 물리적으로 네트워크에 연결해서 기기간 전송

 

OSI 참조 모델은 TCP/IP 4계층 모델처럼 컴퓨터가 가져야만 하는 통신 기능을 계층 구조로 나눈 모델 입니다. OSI는 7계층으로 나뉘어 정의되고, 아래 그림과 같이 TCP/IP 4계층과 대응됩니다. 그리고 데이터를 전송할 때, 상대에게 도달하는 흐름은 위에서 아래로 내려갔다가 다시 위로 올라옵니다.

 

 

 

주소

통신에서 주소란, '통신 상대를 특정하는 식별 정보' 이며, 이 주소를 통해서 원하는 상대방과 통신할 수 있습니다. 컴퓨터, 휴대전화, 태블릿 등 단말기와 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장비에도 각각 IP가 할당됩니다.

IP 주소는 크게 2가지로 구분할 수 있는데, 랜 내부에서 사용되는 프라이빗 IP 주소와 인터넷에서 사용되는 글로벌 IP 주소가 있습니다. 하지만 IP 주소만 있다고 통신할 수 있는 것은 아니고, 컴퓨터나 라우터 등 네트워크 기기에 처음부터 할당된 번호인 MAC 주소를 IP 주소와 조합해야 비로소 컴퓨터끼리 통신할 수 있습니다.

 

 

같은 네트워크에 속한 컴퓨터끼리 통산할 때

IP 패킷을 보낼 상대의 MAC 주소를 조사하고, 그 MAC 주소로 패킷을 보냅니다. 이 과정에서 상대의 MAC 주소를 조사할 때 이용하는 것이 ARP 입니다.

ARP는 IP 주소에 대응하는 MAC 주소를 알아내기 위해 네트워크 전체에 패킷(ARP request)을 보내고, 컴퓨터가 응답함으로써 MAC 주소와 IP 주소를 연결하여 통신할 수 있게 하는 일종의 시스템 입니다.
(참고로 ARP 요청처럼 네트워크 전체에 패킷을 보내는 것을 "브로드캐스트"라고 합니다.)

 

 

다른 네트워크에 속한 컴퓨터와 통신할 때

자신과 다른 네트워크에 IP 주소와 통신할 때 컴퓨터는 미리 지정된 기본 게이트웨이라는 IP 주소로 통신을 보냅니다. 기본 게이트웨이는 다른 네트워크로 데이터를 전송하는 방법을 알고 있으며, 일반적으로 라우터가 그 역할을 수행합니다.
이 때 ARP를 사용하는 것은 목적지의 IP 주소에 대응하는 MAC 주소가 아니라 기본 게이트웨이에 대응하는 MAC 주소 입니다.

 

 

패킷

통신할 때 데이터를 교환하는 방법에는 회선 교환과 패킷 교환 두 종류가 있습니다. 회선 교환이란, 전화에 가까운 이미지로 데이터를 교환하는 동안 계속해서 회선을 점유하기 때문에 여러 상대와 동시에 데이터를 교환할 수 없습니다. 

 

그래서 생겨난 방식이 패킷 교환 입니다. 데이터를 '패킷'이라는 작은 소포로 나누고, 회신을 공용해서 복수의 통신을 보내는 방식 입니다. 더 자세히 설명하면, 패킷은 받는 곳과 보내는 곳의 정보를 헤더에 기록하고, 데이터를 페이로드(작은 소포)로 분할하여 전송합니다. 도착한 곳에서는 데이터를 원래대로 복원합니다.