인터넷은 다양한 종류의 프로토콜을 사용하는 다양한 서비스의 매우 복잡한 조합입니다. 이러한 서비스를 서로 다른 계층으로 분할하면 이 복잡한 네트워크에 구조가 제공됩니다. 이를 통해 우리는 더 잘 배우고 이해할 수 있습니다.
이러한 계층은 각 계층이 바로 아래 계층의 출력을 사용하고 할당된 기능을 수행하고 다음 계층에 대한 입력을 준비하거나 그 반대의 경우도 마찬가지 방식으로 구분됩니다. 이 계층 구조를 5계층 인터넷 프로토콜 스택 이라고 합니다 .
인터넷 프로토콜 스택에는 아래 표와 같이 5개의 계층이 있습니다.
메시지를 보내는 동안 메시지는 응용 프로그램 계층에서 시작하여 각 계층을 하나씩 이동합니다. 각 계층은 데이터 패킷에 고유한 관련 정보를 추가합니다. 패킷은 물리적 계층에서 시작하여 수신단의 각 계층을 하나씩 이동합니다. 각 계층은 관련 정보를 추출하고 마지막으로 메시지는 애플리케이션 계층에 도달합니다.
각 계층에 대해 간략하게 설명하겠습니다.
애플리케이션 레이어
이름에서 알 수 있듯이 응용 프로그램 계층 은 두 개의 서로 다른 최종 시스템에서 실행되는 응용 프로그램 간의 통신을 담당합니다. 한쪽 끝에서 전송된 메시지 또는 데이터는 다른 쪽 끝에서 해당 응용 프로그램에 대해 읽을 수 있습니다. 이러한 응용 프로그램에는 웹 브라우저, 이메일 클라이언트 등이 포함됩니다.
애플리케이션 계층에서 전송되는 데이터를 메시지 라고 합니다 .
애플리케이션 계층에서 사용되는 프로토콜은 다음과 같습니다.
- HTTP(Hypertext Transfer Protocol): HTML 웹 문서 전송용
- 파일 전송 프로토콜(FTP): 파일 전송용
- SMTP(Simple Mail Transfer Protocol): 이메일 메시지 전송용
- DNS(Domain Name System): 인간에게 친숙한 도메인 이름을 IP 주소로 변환
수송층
송신 측에서 전송 계층 은 관련 종단점에서 애플리케이션 계층 메시지를 수집하고 네트워크를 통해 통신할 네트워크 계층으로 전달하는 역할을 합니다. 수신단은 네트워크 계층에서 메시지를 수집하고 응용 프로그램 계층이 해당 메시지에 액세스할 수 있는 관련 끝점으로 전달합니다.
이러한 끝점을 소켓 이라고 합니다. 전송 계층은 포트 번호 라는 고유 식별자 를 사용하여 올바른 소켓 또는 응용 프로그램을 식별합니다.
애플리케이션 계층에서 수신된 메시지는 이 계층에서 청크로 분할될 수 있습니다.
전송 계층에서 사용되는 두 가지 중요한 프로토콜은 다음과 같습니다.
- TCP(Transmission Control Protocol): 안정적이고 연결 지향적인 데이터 전송
- UDP(사용자 데이터그램 프로토콜): 빠르고 신뢰할 수 없는 연결 없는 데이터 전송
네트워크 계층
네트워크 계층 은 네트워크 의 한 시스템에서 다른 시스템으로 데이터를 전송하는 역할을 합니다. 전송 계층은 세그먼트와 대상 주소를 네트워크 계층으로 전달합니다. 그런 다음 네트워크를 통해 데이터를 목적지 종단 시스템으로 전송하는 것은 네트워크 계층의 책임입니다. 이 계층은 또한 중간 라우터에서 데이터 라우팅을 처리합니다.
네트워크 계층에서 데이터를 전송하는 데 사용하는 주요 프로토콜은 인터넷 프로토콜 (IP)입니다. 이 프로토콜은 IP 주소를 사용하여 인터넷에 연결된 각 시스템을 식별합니다. 두 가지 버전의 IP 프로토콜은 다음과 같습니다.
- IPv4 : 인터넷을 통한 통신에 널리 사용되는 프로토콜이며 32비트 IP 주소를 사용합니다.
- IPv6 : 인터넷에 연결되는 컴퓨터의 수가 많아 32비트 IP 주소가 부족하므로 IPv4를 128비트 IP 주소로 대체 제안
오류 보고를 위해 이 계층에서 사용되는 또 다른 프로토콜은 ICMP( Internet Control Message Protocol )입니다. ICMP는 데이터가 수신되지 않거나 다른 쪽 끝에서 잘못된 순서로 수신되는 경우 발신자에게 데이터를 다시 보내도록 요청합니다. 데이터 자체가 아니라 데이터에 대한 정보를 전송하는 단순한 프로토콜입니다. TCP 또는 UDP에 의존하지 않기 때문에 IPv4 또는 IPv6과 다릅니다. 메시지를 보내기 전에 안정적인 연결을 보장하지 않습니다.
pingICMP 와 같은 명령 traceroute은 ICMP를 사용합니다.
링크 레이어
패킷이 인터넷을 통해 전송될 때 여러 개의 중간 장치가 두 종단 시스템 사이에 있습니다. 이러한 장치는 라우터, 스위치 또는 기타 컴퓨터일 수 있습니다. 링크 계층 은 한 장치와 인접 장치 간의 통신을 담당합니다.
대상 및 데이터 패킷이 동일하게 유지되더라도 한 링크에 사용되는 프로토콜 및 방법은 다음 직접 링크에 사용되는 프로토콜과 다를 수 있습니다.
링크 계층은 대부분 네트워크 어댑터/네트워크 인터페이스 카드(NIC)에서 구현되며 이더넷, Wi-Fi, 토큰 링 등과 같은 기술이 링크 계층과 연관됩니다.
물리적 계층
물리 계층 은 데이터 프레임을 비트 단위로 분해하여 물리 통신 회선을 통해 전송할 수 있는 형태로 변환하여 전달하는 역할을 합니다. 이 형태는 광 펄스(광섬유), 전파(무선 통신용) 또는 전기 펄스(유선 통신용)일 수 있습니다.
수신 측에서 물리 계층은 비트 스트림을 수집하고 이를 데이터 프레임으로 재조립한 다음 추가 처리를 위해 링크 계층으로 전달합니다.
이 계층에서 사용되는 프로토콜과 규칙은 사용되는 통신 매체의 종류에 따라 다릅니다. 예를 들어 이더넷(링크 계층 프로토콜)은 연선 케이블, 동축 케이블 및 광섬유 케이블에 대해 서로 다른 물리적 계층 프로토콜을 가지고 있습니다.
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