TCP/IP 4계층 모델

인터넷 프로토콜 스위트 (Internet protocol suite) 는 인터넷에서 컴퓨터들이 서로 정보를 주고받는 데 쓰이는 프로토콜의 집합이며 TCP/IP 4계층 모델 혹은 OSI 7계층 모델로 설명한다.

 

계층 구조

TCP/IP 4계층

• 애플리케이션 계층
  • 응용 프로그램이 사용되는 프로토콜 계층. 웹 / 이메일 등 서비스를 실질적으로 사용자들에게 제공하는 층
  • FTP : 파일을 전송하는 프로토콜
  • SSH : 보안 네트워크를 위한 암호화 프로토콜
  • HTTP : 웹사이트을 이용하는 데 쓰는 프로토콜
  • SMTP : 전자 메일 전송 프로토콜
  • DNS : 도메인 이름과 IP 주소를 매핑해주는 서버
• 전송 계층
  • 애플리케이션 계층과 인터넷 계층 사이의 데이터가 전달될 때 중계 역할하는 계층
  • TCP
    • 패킷 사이의 순서를 보장
    • 연결지향 프로토콜. 신뢰성을 구축해 수신여부를 확인하는 가상회선 패킷 교환 방식 사용
  • UDP
    • 순서를 보장하지 않음
    • 수신 여부를 확인하지 않으며 단순히 데이터만 주는 데이터그램 패킷 교환 방식 사용
• 인터넷 계층
  • 장치로부터 받은 네트워크 패킷을 IP 주소로 지정된 목적지로 전송하는 계층
  • IP / ARP / ICMP
  • 수신 여부에 대해 보장하지 않는 비연결형적인 특징
• 링크 계층
  • 전선, 광섬유, 무선 등 실질적으로 데이터를 전달하며 장치 간에 신호를 주고받는 ‘규칙’을 정하는 계층
  • 물리 계층
    • 무선 LAN 과 유선 LAN을 통해 0, 1로 이뤄진 데이터를 보내는 계층
  • 데이터 링크 계층
    • ‘이더넷 프레임’ 을 통해 에러 확인, 흐름 제어, 접근 제어를 담당하는 계층

 

링크계층

유선LAN

• 전이중화 통신
  • 양쪽 장치가 동시에 송수신할 수 있는 방식 ( 현대 고속 이더넷이 쓰는 방식 )
  • 송신로와 수신로가 나뉘어서 충돌 방지 시스템이 필요 없음
• 트위스트 페어 케이블
  • 여덟 개의 구리선을 두 개씩 꼬아서 묶은 케이블
  • 우리가 흔히 쓰는 케이블은 구리선을 실드 처리하지 않고 덮은 UTP 케이블로 LAN 케이블이라고 부름
• 광섬유 케이블
  • 광섬유로 만든 케이블. 레이저를 이용해 통신
  • 장거리 및 고속 통신. 한 번 들어간 빛이 내부에서 계속 반사하며 가는 원리

무선 LAN

• 반이중화 통신: 동시에는 통신 할 수 있으며 단반향으로만 통신할 수 있는 방식
• CSMA/CA
  • 반이중화 통신 방식 중 하나로 데이터를 보내기 전, 캐리어 감지 등으로 사전에 가능한 한 충돌을 방지하는 방식
• 무선 LAN 은 무선 신호 전달 방식으로 공기에 주파수를 쏘아 통신망을 구축
  • 2.4GHz 대역과 5GHz 대역 사용
  • 2.4GHz: 장애물에 강한 특성을 가졌지만 전파간섭이 일어날 수 있음
  • 5GHz: 사용 채널 수도 많고, 동시에 사용할 수 있어 깨끗한 전파 환경 구축 가능
• 와이파이 (Wifi)
  • 전자기기들이 무선 LAN 신호에 연결할 수 있게 하는 기술
  • 무선 접속 장치 (AP, Access Point), 공유기가 필요
  • 공유기는 유선 LAN에 흐르는 신호를 무선 LAN 신호로 바꿔 일정 범위 내에서 무선 인터넷을 사용할 수 있게 함
• BSS (Basic Service Set)
  • 기본 서비스 집합, 동일 BSS 내에 있는 AP들과 장치들이 서로 통신할 수 있는 구조
  • 근거리 무선 통신 제공
  • 하나의 AP만을 기반으로 구축이 되어 있어 사용자가 한 곳에서 다른 곳으로 자유롭게 이동하며 네트워크 접속은 불가능
• ESS (Extended Service Set)
  • 하나 이상의 연결된 BSS 그룹
  • 장거리 무선 통신 제공
  • BSS 보다 더 많은 가용성과 이동을 지원, 한 장소에서 다른 장소로 이동하며 중단 없이 네트워크에 계속 연결

이더넷 프레임

• 데이터 링크 계층은 이더넷 프레임을 통해 전달받은 데이터의 에러를 검출 및 캡슐화
• Preamble: 이더넷 프레임의 시작
• SFD(Start Frame Delimiter): 다음 바이트부터 MAC 주소 필드가 시작됨을 알림
• DMAC, SMAC: 수신, 송신 MAC 주소
• EtherType: 데이터 계층 위의 계층인 IP 프로토콜을 정의. IPv4 또는 IPv6
• Payload: 전달받은 데이터
• CRC: 에러 확인 비트