인터넷 프로토콜 스위트(IP Suite)는 컴퓨터 간 데이터 통신에 사용되는 프로토콜 집합으로, 일반적으로 TCP/IP 4계층 모델로 설명됩니다. 이는 OSI 7계층과도 유사하지만, 더 간소화된 구조를 따릅니다.
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OSI: 7계층 (애플리케이션, 표현, 세션, 전송, 네트워크, 데이터 링크, 물리)
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TCP/IP: 4계층 (애플리케이션, 전송, 인터넷, 링크)
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주요 차이:
- OSI는 상위 계층을 세분화하고 하위 계층을 나눔
- TCP/IP는 실용적인 구현 위주로 구조 단순화
사용자에게 직접 서비스를 제공하는 계층으로, 대표적인 프로토콜:
- FTP: 파일 전송 프로토콜 📂
- HTTP: 웹 통신 프로토콜 🌐
- SSH: 보안 원격 접속 🔐
- SMTP: 이메일 전송 ✉️
- DNS: 도메인 ↔ IP 변환 🔁
💡 DNS는 도메인을 IP로 매핑해 서비스 지속성을 확보합니다.
데이터의 전송 경로를 설정하고, 신뢰성, 순서 보장, 흐름 제어를 담당합니다.
- 연결 지향, 순서 보장, 재전송
- 가상회선 방식: 모든 패킷에 식별자 포함, 순차 전송 보장
🔁 3-Way Handshake
- SYN →
- ← SYN+ACK
- ACK → 연결 성립 🎉
🔚 4-Way Handshake (해제)
- FIN →
- ← ACK (CLOSE_WAIT)
- ← FIN
- ACK → (TIME_WAIT 후 종료)
💡 TIME_WAIT: 지연 패킷 방지 및 재연결 충돌 방지를 위한 대기 시간 (OS마다 다름)
- 비연결형, 빠르지만 신뢰성 없음
- 데이터그램 방식: 순서 무보장, 중간 경로 최적화 📡
패킷의 전송 경로를 설정하는 계층으로, IP 주소를 기반으로 데이터 전달 📦
- IP: 주소 지정 및 패킷 전달
- ICMP: 오류 및 상태 메시지 (예: ping)
- ARP: IP ↔ MAC 주소 변환
⚠️ 비연결형 계층이며 신뢰성 보장 안 함
실제 물리적 매체를 통해 데이터를 송수신하는 계층 📡
- 0과 1의 신호로 변환
- 유선/무선 전송
- 이더넷 프레임 사용
- 에러 감지 (CRC), 흐름/접근 제어
| 필드 | 길이 | 설명 |
|---|---|---|
| Preamble | 7byte | 프레임 시작 알림 |
| SFD | 1byte | MAC 주소 시작 표시 |
| DMAC/SMAC | 6byte | 목적지/출발지 MAC 주소 |
| EtherType | 2byte | 상위 계층 프로토콜 식별 |
| Payload | 가변 | 전송할 데이터 |
| CRC | 4byte | 오류 검출 코드 |
📌 MAC 주소: 장치 고유 식별자 (6byte)
- 양방향 동시 통신 가능 🚀
- 유선 LAN에서 주로 사용 (이더넷)
- 한 번에 한 방향만 통신
- 무선 LAN에서 사용
- 충돌 감지 → 재전송 ⏱️
- 충돌 회피 방식
- 채널 감지
- IFS 대기
- 송신
- Wi-Fi: 무선 접속 장치(AP) 필요
- BSS: 단일 AP 기반 근거리 통신
- ESS: 여러 AP 연결 → 중단 없는 이동성 제공
- TP 케이블 (UTP/STP): 구리선 기반, RJ-45 커넥터 사용
- 광섬유 케이블: 고속, 장거리 전송 가능 (100Gbps+)
- 애플리케이션 계층: 메시지 생성
- 전송 계층: 세그먼트/데이터그램 + TCP/UDP 헤더
- 인터넷 계층: 패킷 + IP 헤더
- 링크 계층: 프레임 + MAC 헤더 + CRC
- 역순으로 각 계층의 헤더 제거 후, 최종적으로 메시지를 사용자에게 전달
각 계층에서 사용되는 데이터 단위는 아래와 같습니다:
| 계층 | PDU |
|---|---|
| 애플리케이션 계층 | 메시지 |
| 전송 계층 | 세그먼트 (TCP) / 데이터그램 (UDP) |
| 인터넷 계층 | 패킷 |
| 링크 계층 | 프레임 (데이터 링크) / 비트 (물리 계층) |
✅ 문자열 기반 메시지는 확장성 및 보안 정보 첨부에 유리
📘 요약: TCP/IP 4계층은 인터넷 통신의 기반이 되는 구조로, 데이터의 흐름과 각 계층의 역할을 이해하면 효율적인 네트워크 설계와 문제 해결이 가능합니다.