1. 프로토콜
네트워크에서 데이터를 송수신하기 위한 규칙과 절차의 집합
- 특징
- 표준화된 통신 규칙: 서로 다른 시스템 간 호환 보장
- 데이터 전송의 순서, 오류 검출, 흐름제어를 관리
- 주요 프로토콜 예시
- HTTP/HTTPS: 웹 데이터 전송
- TCP/UDP: 신뢰성 있는 데이터 전송(TCP)과 빠른 전송(UDP)
- IP: 패킷을 주소지로 전달
- DNS: 도메인 이름을 IP 주소로 변환
2. 네트워크 참조 모델
네트워크 통신 과정의 구조를 설명하는 계층적 모델
- OSI 모델 (Open Systems Interconnection Model)
7계층으로 구성된 네트워크 참조 모델로, 각 계층이 독립적으로 동작하며 특정 기능을 수행합니다.
계층 | 이름 | 주요 기능 | 예시 |
7 | 응용 계층 (Application) | 사용자와 네트워크 간의 인터페이스 | HTTP, FTP, DNS |
6 | 표현 계층 (Presentation) | 데이터 형식 변환과 암호화 | JPEG, SSL/TLS |
5 | 세션 계층 (Session) | 통신 세션의 설정, 유지, 종료 | NetBIOS, RPC |
4 | 전송 계층 (Transport) | 데이터 전송의 신뢰성 보장 | TCP, UDP |
3 | 네트워크 계층 (Network) | 데이터 패킷의 라우팅과 전달 | IP, ICMP |
2 | 데이터링크 계층 (Data Link) | 프레임 전송과 오류 제어 | Ethernet, MAC |
1 | 물리 계층 (Physical) | 비트 단위의 물리적 전송 | 이더넷 케이블, 광섬유 |
- TCP/IP 모델
인터넷 프로토콜을 설명하는 4계층 모델로, 실제로 네트워크에서 주로 사용됩니다.
계층 | 주요 기능 | OSI 계층 대응 |
4. 응용 계층 | 응용 프로그램 간 데이터 전송 | OSI 5~7계층 통합 |
3. 전송 계층 | 데이터 전송의 신뢰성 제공 | OSI 4계층 |
2. 인터넷 계층 | 데이터 패킷 라우팅 및 전달 | OSI 3계층 |
1. 네트워크 접근 계층 | 물리적 데이터 전송 | OSI 1~2계층 통합 |
3. 캡슐화와 역캡슐화
(1) 캡슐화 (Encapsulation)
데이터를 전송하기 위해 각 계층의 프로토콜 헤더를 추가하는 과정.
- 데이터가 응용 계층에서 시작해 물리 계층으로 내려가며, 각 계층에서 해당 프로토콜의 헤더 또는 트레일러가 추가됩니다.
- 예: 데이터 → 세그먼트 → 패킷 → 프레임 → 비트
(2) 역캡슐화 (Decapsulation)
수신 측에서 데이터를 헤더를 제거하며 원래의 데이터로 복원하는 과정.
- 물리 계층에서 올라가면서 각 계층의 헤더가 제거됩니다.
4. PDU (Protocol Data Unit)
각 계층에서 사용하는 데이터 단위를 의미하며, 계층에 따라 다른 명칭을 가집니다.
계층 | PDU 명칭 |
응용 계층 | 데이터 (Data) |
전송 계층 | 세그먼트 (Segment) |
네트워크 계층 | 패킷 (Packet) |
데이터 링크 계층 | 프레임 (Frame) |
물리 계층 | 비트 (Bit) |
5. OSI 7계층, TCP/IP 4계층은 사실 아무것도 해 주지 않는다
비유적 표현으로, OSI 모델과 TCP/IP 모델은 개념적 참조에 불과하다
- 실제 네트워크 통신을 수행하는 것은 프로토콜이나 장비이며, OSI 모델과 TCP/IP 모델은 단지 설명과 이해를 돕기 위한 도구입니다.
- 네트워크 엔지니어링에서 모델은 통신 흐름 이해에 도움을 줄 뿐, 직접적인 기능 수행은 없습니다.
6. 트래픽과 네트워크 성능 지표
(1) 처리율 (Throughput)
특정 시간 동안 네트워크에서 성공적으로 전송된 데이터 양.
• 단위: bps(초당 비트 수)
• 실제 네트워크 성능을 나타내며, 이론적인 대역폭보다 낮은 경우가 많습니다.
(2) 대역폭 (Bandwidth)
네트워크가 최대 전송할 수 있는 데이터 용량.
• 단위: bps 또는 Mbps, Gbps
• 물리적 한계로 정의된 최대 전송 속도를 나타냄.
(3) 패킷 손실 (Packet Loss)
전송 중에 손실된 패킷의 비율.
• 네트워크 혼잡, 장치 오류 등으로 인해 발생.
• 패킷 손실이 많을수록 네트워크 성능 저하.