데이터 통신 프로토콜이 왜 생겼을까?

데이터를 전송할 때 필요한 여러가지들이 있습니다. 나의 주소, 상대방의 주소, 데이터를 보냈을 때 오류를 확인하는 방법 등등 이 과정을 레이어로 체계화 해놓고 약속한 것이 데이터 통신 프로토콜이고 그중에 유명한 것이 OSI 7 Layer , TCP/IP 4 Layer입니다.

TCP/IP의 개념

TCP/IP 4계층은 장치들이 인터넷 상에서 데이터를 주고받을 때 쓰는 프로토콜입니다. TCP(Transmission Control Protocol) IP(Internet Protocol) 인터넷을 통해 데이터를 보낼 때 주로 TCP/IP를 사용하기 때문에 이름이 TCP/IP 4 계층입니다.

  1. Application
    • 사용자가 사용하는 애플리케이션입니다.
    • ex) http, sftp, ftp, smtp, ssh
  2. Transport
    • Application으로부터 데이터를 받아 세그먼트 혹은 데이터그램 단위로 데이터를 쪼개고 오류없이 순서대록 전달되도록 합니다.
    • 오류체크
    • ex) TCP, UDP
  3. Internet
    • 노드에서 다른 노드로 Transport로부터 받은 쪼개진 데이터를 패킷으로 만들어 전송합니다.
    • 주소전달
    • ex) IP, ICMP, ARP
  4. Network Access (Link)

캡슐화

송신자가 수신자에게 데이터를 보낼 때 데이터에 각 계층이 헤더를 붙이는 겁니다. 전송계층은 tcp 헤더, 네트워크 계층은 ip 주소 헤더

역캡슐화

수신자가 캡슐화된 데이터를 역순으로 제거하면서 응용계층까지 보내는걸 말합니다

PDU (Protocol Data Unit)

tcp/ip 4계층을 기반으로 각 계층의 데이터 단위를 의미합니다.

  • 애플리케이션 계층 : 메세지
  • 전송 계층 : 세그먼트(tcp), 데이터그램(udp)
  • 인터넷 계층 : 패킷
  • 링크 계층 : 프레임(데이터 링크 계층), 비트(물리 계층)

세그먼트(데이터그램)

데이터를 적절한 크기로 쪼갠 조각입니다.

패킷

세그먼트에 Source Ip (출발지 ip), Destination Ip (도착지 ip)가 추가 됐습니다.

프레임

Mac 주소 헤더와 CRC/Checksum trailer가 추가 됐습니다.

CRC/Checksum Trailer

데이터의 오류감지를 위한 수학적 함수가 적용된 값입니다. 데이터 손상을 감지할 수 있습니다.

OSI 와의 차이점

MTU와 MSS와 PMTUD

MTU(Maximum Transmission Unit)

데이터를 쪼개놓은 패킷은 쪼개지는 기준이 있습니다. 바로 MTU라고 합니다. 네트워크 통신할 수 있는 가장 큰 PDU를 말합니다. 통신을 하는 송신자 수신자 제외하고 경로상의 모든 장치들의 MTU도 고려해야합니다. MTU보다 패킷이 더 클때 분할을 할 때가 있고 분할을 하지 않을때가 있습니다. IPv6는 분할을 하지 않고 IPv4는 분할합니다. Ip 헤더에 Flag를 통해 알 수 있습니다.

MSS(Maximum Segment Size)

TCP에서 사용할 수 있는 크기로 TCP헤더, IP 헤더를 뺀 크기입니다. 그러므로 MTU보단 조금 더 작습니다. 일반적으로 MTU는 1500, MSS는 1460 정도이고 그렇기 때문에 데이터는 보통 1460이하로 합니다.

PMTUD(Path MTU Discovery)

수신자와 송신자의 경로 상에서 장치가 패킷을 누락한 경우 테스트 패킷을 MTU에 맞게끔 반복해서 보내는 과정입니다.

Application Layer

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