프로토콜 개요와 TCP/IP 모델

1. 프로토콜 개요

#OSI 7모델과 TCP/IP 모델
- ISO(국제표준기구)는 서로 다른 시스템 간의 통신을 허용하기 위해 호환성 있는 네트워크 프로토콜 개발 지침서인 OSI 모델을 정의
- OSI는 네트워크가 제공하는 기능을 7계층으로 나누고, 각 계층의 기능과 프로토콜 정의
- 단, 7계층은 인터넷 표준 프로토콜이지만 계층의 구분이 OSI 참조 모델과 정확히 일치하지는 않음
- TCP/IP 는 다양한 프로토콜의 집합체로 가장 신뢰성 있는 통신 규야긍로 다양한 운영체제이서 제공

#OSI7모델 응용계층, TCP/IP모델 응용계층
- 사용자에게 다양한 네트워크 서비스를 제공하기 위해 user interface를 제공, UI로 데이터 생성

#OSI7모델 표현계층, TCP/IP모델 응용계층
- 부호화, 압축, 암호화

#OSI7모델 세션계층, TCP/IP모델 응용계층
- 종단 간 애플리케이션들의 연결 설정, 유지, 해제

#OSI7모델 전송계층, TCP/IP모델 전송계층
- 종단 간 연결, 응용 계층 사이에 논리적인 통로 제공

#OSI7모델 네트워크계층, TCP/IP모델 인터넷계층
- 논리적인 주소 사용
- 경로 관리, 최적 경로 설정

#OSI7모델 데이터링크계층, TCP/IP모델 네트워크액세스계층
- 데이터 전송을 위한 형식 결정
- 데이터 전송을 위해 미디어에 접근하는 방법 제공
- 오류 검출 기능 제공

#OSI7모델 물리계층, TCP/IP모델 네트워크액세스계층
- 물리적인 연결, 전기적, 기계적, 기능적 절차적인 수단 제공

#계층별 프로토콜
- 프로토콜은 특정 통신 기능을 수행하기 위한 규약
- 두 노드 사이의 정보 교환 시 발생하는 통신망의 에러를 피하기 위해 합리적인 통제
- 프로토콜 구성 요소
1. 형식(syntax) : 데이터 포맷 형식, 부호화 및 신호 레벨 등
2. 의미 : 특정 패턴을 어떻게 해석하고 어떤 동작을 할 것인지 결정, 전송의 조정 및 오류 처리를 위한 제어 정보 등
3. 순서 : 속도 일치 및 순서 제어 등

 

1. 인터넷/네트워크 계층 프로토콜

#IP
- 송수신 호스트가 패킷 교환 네트워크에서 정보를 주고받는 데 사용하는 규약
- TCP에 의해 패킷으로 변환된 데이터를 데이터 링크에 전달
- 비신뢰성, 비연결성 서비스 지원, 호스트의 논리 주소 지정
- MTU(최대 전송 단위)를 초과하는 데이터에 대해 단편화 및 재조립 수행

#ICMP
- internet control message protocol
- 송신 시스템에게 IP 전달에 대한 다양한 메세지를 전달하기 위한 프로토콜
- 망 내 교환 장비들이 오류 상황에 대한 보고를 할 수 있게 하고, 예상하지 못한 상황이 발생할 경우 이를 알릴 수 있도록 지원
- 오류 보고 메세지와 질의 메세지로 구분
- 호스트 사이의 연결 신뢰성을 테스트하기 위해 한향과 화답으로 메세지 지원

#IGMP
- internet group management protocol
- 로컬 네트워크상의 멀티캐스팅, 그룹 제어 수행
- 라우터 및 호스트들이 어떤 멀티캐스트 그룹에 속하는지를 알리기 위한 그룹 관리용
- 비대칭 프로토콜이며 TTL이 제공
- 최초의 리포트를 잃어버리면 갱신하지 않고 그대로 진행 처리

#ARP
- IP -> MAC주소
- address resolution protocol
- ip 주소를 물리적 하드웨어 주소로 대응시키기 위해 사용
- arp 요청은 브로드 캐스트로 동작, 응답은 유니캐스트로 동작

#RARP
- MAC -> IP

 

2. 전송 계층 프로토콜

#TCP
- transmission control protocol
- 근거리 통신망이나 인트라넷, 인터넷에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 처리과정을 순차적이면서, 안정적으로 오류없이 교환할 수 있게 함
- 연결 지향 프로토콜로 전송 전 송수신지 사이에 연결이 설정되어 있어야 함
- 신뢰할 수 있는 방법으로 데이터를 송신해야 하는 업무에 적합
- 전송속도는 빠르지만 UDP보다 느림
- TCP 계열 프로토콜로는 ftp, telnet, smtp, dns, http, pop 등이 있음
- 연결설정, 데이터전송, 연결해제 상태를 거침
- 연결설정은 3-way handshaking 과정, 연결해제는 4-way handshaking 과정을 거침
- 3-way handshaking : TCP 클라이언트와 서버 간에 신뢰성 있는 데이터를 전송하기 위해 데이터를 전송하기 전 통신을 개시할 것을 상호 확인
SYN->ACK/SYN->ACK

# 3-way handshaking 과정
- LISTEN : 서버에서 클라이언트로부터 들어오는 패킷을 위해 소켓을 열고 기다리는 상태
- SYN-SENT : 로컬에서 원격으로 연결요청을 시도한 상태
- SYN-RECEIVED : 서버 시스템이 원격 클라이언트로부터 접소을 요구받아 클라이언트에게 응답했지만, 아직 클라이언트에게 확인 메세지를 받지 않은 상태
- ESTABLISHED : 클랑이언트로부터 관련 요청을 받아 3-way handshaking 이 완료된 후 서버와 클라이언트가 서로 연결된 상태

#4-way handshaking 과정
- FIN-WAIT1 : 소켓이 닫히고 연결이 종료되고 있는 상태로 원격의 응답을 받을 수 있음
- FIN-WAIT-2 : 로컬이 원격으로부터 연결 종료 요구를 기다리는 상태
- TIME-WAIT : 연결이 종료되었으나 원격의 수신 보장을 위해 기다리고 있는 상태
- last-Ack : 연결이 종료되었고 승인을 기다리는 상태
- closed : 완전이 연결이 종료된 상태

#UDP
- IP를 사용하는 네트워크 내에서 컴퓨터들 간에 메세지들이 교환될 때 제한된 서비스만을 제공하는 통신 프로토콜
- 비연결 지향, 송수신지 사이에 연결설정 없이 데이터 송신 가능
- 비신뢰성, 수신측의 승인 없이도 연속된 데이터 전송 가능
- 매우 빠른 전송 속도
- 안전성 < 전송속도, 소량의 데이터 송신
- 멀티캐스트/브로드캐스트 사용 업무 적합
- 머티미디어 어플, dns, bootp,dhcp, tftp, snmp

 

3. 응용 계층 프로토콜

#SMTP
- simple mail transter protocol
- 전자우편을 송신할 때 사용하는 서버 프로토콜
- 25

#POP
- post office protocol
- 전자우편을 수신, 보관하기 위해 사용되는 메일 서버 프로토콜
- 사용자는 주기적으로 서버에 있는 자신의 메일 수신함을 점검하고, 수신된 메일이 있으면 클라이어트 쪽으로 다운로드시킴
- 110

#TELNET
- CUI 기반의 원격지 컴퓨터 접속 지원 인터넷 표준 프로토콜
- 호스트에 접속하기 위해서는 도메인명, 주소 또는 ip 정보가 필요
- 특정 호스트를 사용할 수 있는 사용자 ID 와 암호를 알아야함
- 23

#SSH
- TELNET의 보안 기능을 강화
- 초기 유닉스 계열 명령어에 보안 기능을 보완하여 원격지에 있는 호스트를 보다 안전하게 접속할 수 있도록 한 응용 계층 프로토콜
- 22

#FTP
- 대량의 데이터를 고속으로 전송하는 서버/클라이언트 프로토콜
- 접속에는 계정 접속과 익명 FTP 계정 접속이 있음
- 20, 21

#HTTP
- WWW 이용 시 서버와 클라이언트 간의 정보교환 담당
- 하이퍼텍스트 전송 담당
- 80

#SNMP
- SIMPLE NETWORK MANAGEMENT PROTOCOL
- 네트워크 장비들을 관리 감시하여 특정 망의 상태 파악
- 원격 관리에 필요한 정보 및 장비와 서버 상태를 관리 
- 161, 162

#TFTP
- FTP보다 단순화된 파일 전송 프로토콜
- UDP 기반으로 데이터 전송 과정에서 데이터가 손실될 가능성이 있음
- 69

#DHCP
- dynamic host configuration protocol 
- 유동 주소 체계를 사용하는 호스트들에게 통신에 필요한 환경설정
- ip주소, 게이트웨이, dns 등 할당
- 67,68