[네트워크] TCP/IP 4계층 모델의 계층구조 및 특징

 

- 애플리케이션 계층

애플리케이션 계층은 FTP, HTTP, SSH, SMTP, DNS 등 응용프로그램이 사용되는 프로토콜 계층이며 웹 서비스, 이메일 등 서비스를 제공

 

FTP : 장치와 장치 간의 파일을 전송하는데 사용되는 표준 통신 프로토콜

SSH : 보안되지 않은 네트워크에서 네트워크 서비스를 안전하게 운영하기 위한 암호화 네트워크 프로토콜

HTTP : World Wids Web을 위한 데이터 통신의 기초이자 웹 사이트를 이용하는 데 쓰는 프로토콜

SMTP : 전자 메일 전송을 위한 인터넷 표준 통신 프로토콜

DNS : 도메인 이름과 IP 주소를 매핑해주는 서버

 

- 전송 계층

전송 계층은 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공하며 연결 지향 데이터 스트림 지원, 신뢰성, 흐름 제어를 제공하며, 애플리케이션과 인터넷 계층 사이의 데이터가 전달될 떄의 중계 역할을 함. 그 예로 TCP, UDP등이 있음.

 

TCP : 패킷 사이의 순서를 보장하고 연결지향 프로토콜을 사용해서 연결을 하여 신뢰성을 구축해서 수신여부를 확인하며 '가상회선 패킷 교환 방식'을 사용

 

*가상회선 패킷 교환 방식: 각 패킷에는 가상회선 식별자가 포함되며 모든 패킷을 전송하면 가상회선이 해제되고 패킷들은 전송된 '순서대로' 도착하는 방식

* TCP 연결 성립 과정(3-way handshake)

⑴ SYN  : 클라이언트는 서버에 클라이언트의 ISN을 담아 SYN을 보냄. ISN은 새로운 TCP 연결의 첫 번째 패킷에 할당된 임의의 시퀀스 번호를 말하며 장치마다 다를 수 있음

⑵ SYN + ACK  : 서버는 클라이언트의 SYN을 수신하고 서버의 ISN을 보내며 승인번호로 클라이언트의 ISN +!을 보냄

⑶ ACK : 클라이언트는 서버의 ISN + 1 한값인 승인번호를 담아 ACK를 서버에 보냄

 

https://www.luxoft-training.com/news/building-java-client-server-applications-with-tcp/

 

 

* TCP 연결 해제 과정(4-way handshake)

⑴ 클라이언트가 연결을 닫으려고 할때 FIN으로 설정된 세그먼트를 보냄. 그리고 클라이언트는 FIN_WAIT_1 상태로 들어가고 서버의 응답을 기다림

⑵ 서버는 클라이언트로 ACK라는 승인 세그먼트를 보냄. 그리고 CLOSE_WAIT 상태에 들어감. 클라이언트가 세그먼트를 받으면 FIN_WAIT_2 상태에 들어감

⑶ 서버는 ACK를 보내고 일정 시간 이후에 클라이언트에 FIN이라는 세그먼트를 보냄

⑷ 클라이언트는 TIME_WAIT 상태가 되고 다시 서버로 ACK를 보내서 서버는 CLOSED 상태가 됨. 이후 클라이언트는 어느 정도의 시간을 대기한 후 연결이 닫히고 클라이언트와 서버의 모든 자원의 연결이 해제됨.

 

https://www.luxoft-training.com/news/building-java-client-server-applications-with-tcp/

 

 

UDP : 순서를 보장하지 않고, 수신 여부를 확인하지 않으며 단순히 데이터만 주는 '데이터그램 패킷 교환 방식'을 사용

 

*데이터그램 패킷 교환 방식: 패킷이 독립적으로 이동하며 최적의 경로를 선택하여 가는데, 하나의 메시지에서 분할된 여러 패킷은 서로 다른 경로로 전송될 수 있으며 도착한 '순서가 다를 수'있는 방식

 

- 인터넷 계층

장치로부터 받은 네트워크 패킷을 IP주소로 지정된 목적지로 전송하기 위해 사용되는 계층

IP, ARP, ICMP 등이 있으며 패킷을 수신해야 할 상대의 주소를 지정하여 데이터를 전달

상대방이 제대로 받았는지에 대해 보장하지 않는 '비연결형적'인 특징

 

 

- 링크 계층

전선, 광섬유, 무선등으로 실질적으로데이터를전달하며 장치간에 신호를 주고받는 '규칙'을 정하는 계층

물리 계층과 데이터 링크 계층으로 나누기도 하는데 물리계층은 무선LAN과 유선LAN을 통해 0과 1로 이루어진 데이터를 보내는 계층을 말하며, 데이터 링크 계층은 '이더넷 프레임'을 통해 에러 확인, 흐름제어, 접근제어를 담당