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20'S LIFE IN SYDNEY and BUSAN
OSI 7 계층과 TCP/IP 4계층
네트워크 프로토콜 계층은 다음과 같이 OSI 7계층과 TCP/IP 4 계층으로 나눌 수 있습니다.
IP 프로토콜 보다 더 높은 계층에 TCP 프로토콜이 존재하기 때문에 앞서 다룬 IP 프로토콜의 한계를 보완할 수 있습니다.
* TCP/IP 4 계층은 OSI 7 계층보다 먼저 개발되었으며 TCP/IP 프로토콜의 계층은 OSI 모델의 계층과 정확하게 일치하지는 않습니다.
ex) 채팅 프로그램에서 메시지를 보낼 때 어떤 일이 일어나는지 자세히 알아봅시다.
먼저 HTTP 메시지가 생성되면 Socket 라이브러리를 통해 전달됩니다.
프로그램이 네트워크에서 데이터를 송수신할 수 있도록, “네트워크 환경에 연결할 수 있게 만들어진 연결부“가 바로 네트워크 소켓(Socket)입니다.
그리고 IP 패킷을 생성하기 전 TCP 세그먼트를 생성합니다.
이렇게 생성된 TCP/IP 패킷은 LAN 카드와 같은 물리적 계층을 지나기 위해 이더넷 프레임 워크에 포함되어 서버로 전송됩니다.
TCP/IP 패킷 정보
TCP 세그먼트에는 IP 패킷의 출발지 IP와 목적지 IP 정보를 보완할 수 있는 출발지 PORT, 목적지 PORT, 전송 제어, 순서, 검증 정보 등을 포함합니다.
TCP의 특징
전송 제어 프로토콜 (Transmission Control Protocol)
연결 지향 - TCP 3 way handshake (가상 연결)
TCP는 장치들 사이에 논리적인 접속을 성립하기 위하여 3 way handshake를 사용하는 연결지향형 프로토콜입니다.
연결 방식은 다음과 같습니다.
1. 먼저 클라이언트는 서버에 접속을 요청하는 SYN 패킷을 보냅니다.
2, 서버는 SYN요청을 받고 클라이언트에게 요청을 수락한다는 ACK 와 SYN가 설정된 패킷을 발송하고 클라이언트가 다시 ACK으로 응답하기를 기다립니다.
3. 클라이언트가 서버에게 ACK을 보내면 이 이후로부터 연결이 성립되며 데이터를 전송할 수 있습니다.
만약 서버가 꺼져있다면 클라이언트가 SYN을 보내고 서버에서 응답이 없기 떄문에 데이터를 보내지 않습니다.
현재에는 최적화가 이루어져 3번 ACK을 보낼때 데이터를 함께 보내기도 합니다.
데이터 전달 보증
TCP는 데이터 전송이 성공적으로 이루어진다면 이에 대한 응답을 돌려주기 때문에 IP 패킷의 한계인 비연결성을 보완할 수 있습니다.
순서 보장
만약 패킷이 순서대로 도착하지 않는다면 TCP 세그먼트에 있는 정보를 토대로 다시 패킷 전송을 요청할 수 있습니다.
이를 통해 IP 패킷의 한계인 비신뢰성(순서를 보장하지 않음)을 보완할 수 있습니다.
신뢰할 수 있는 프로토콜 (TCP는 같은 계층에 속한 UDP에 비해 상대적으로 신뢰할 수 있는 프로토콜)
UDP 특징
사용자 데이터그램 프로토콜 (User Datagram Protocol)
UDP는 IP 프로토콜에 PORT, 체크섬 필드 정보만 추가된 단순한 프로토콜
하얀 도화지에 비유 (기능이 거의 없음)
- HTTP3는 UDP를 사용하며 이미 여러 기능이 구현된 TCP보다는 하얀 도화지처럼 커스터마이징이 가능하다는 장점이 있습니다.
연결지향 - TCP 3 way handshake X
- 앞서 TCP 특징과 비교해 보면 신뢰성은 낮지만 3 way handshake 방식을 사용하지 않기 때문에 TCP와 비교해 빠른 속도를 보장합니다.
데이터 전달 보증 X 순서 보장 X
- 데이터 전달 및 순서가 보장되지 않지만, 단순하고 빠름
신뢰성보다는 연속성이 중요한 서비스 (ex. 실시간 스트리밍)에 자주 사용됨.
* 체크섬(checksum)은 중복 검사의 한 형태로, 오류 정정을 통해, 공간(전자 통신)이나 시간(기억 장치) 속에서 송신된 자료의 무결성을 보호하는 단순한 방법.
TCP와 UDP를 비교하자면..
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