TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)는 인터넷에 연결된 서로 다른 기종의 컴퓨터들 간에 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 표준 프로토콜을 의미합니다. 인터넷 상에서 사용되는 컴퓨터들은 거의 대부분 기종이 다른데요. 그런 컴퓨터들이 데이터를 주고받을 수 있도록 만든 표준 프로토콜이 TCP/IP 입니다. 이런 특성 때문에 '인터넷 표준 프로토콜' 이라고도 부릅니다. 이때 TCP/IP 라고 우리가 부르는 것은 TCP 와 IP 를 결합된 것을 의미합니다.
TCP 는 OSI 7계층의 4번째인 전송 계층에 해당하는 프로토콜입니다. TCP 프로토콜은 신뢰성 있는 '연결형' 서비스를 제공해줍니다. '연결형(접속)' 통신이란 우선, 말 그대로 연결된 상태에서 통신을 진행하는 것을 의미합니다. 연결/접속 이라는 것이 의미하는 바를 이해하겠습니다. 연결/접속 통신이라는 것은 통신하고자 하는 데이터들이 한 곳에 모여서, 다같이 가장 최적화된 경로를 따라서 함께 이동하는 것을 의미합니다. 이런 연결/접속 통신 방식을 '가상 회선 방식'이라고 부릅니다. 이런 것을 전문적인 말로 설명하면 다음과 같습니다. '가상 회선 방식은 송&수신 측 간을 논리적으로 연결한 후 데이터를 전송하는 방식'이다. 논리적으로 연결하기 때문에 모든 데이터가 안전한 길을 따라서 다같이 이동합니다. 따라서 신뢰성과 안전성이 보장되는 장점이 있습니다. 단점은 논리적인 연결을 하기 위해 소요되는 시간이 발생하게 됩니다. 또한 회선 이용률도 저하되는 단점이 있습니다. 왜냐하면 한 길이 최적하다고 판단하면 해당 경로만 이용하기 때문에 다른 회선을 이용하지 않는 문제가 발생하게 됩니다. 따라서 TCP 는 '신뢰성 / 안정성' 있는 서비스를 제공하는데 목적이 있습니다. TCP 는 패킷의 다중화, 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능을 제공합니다.
IP 라는 프로토콜은 OSI 7 계층에서 3번째인 네트워크 계층에 해당합니다. IP 프로토콜은 '데이터그램'을 기반으로 하는 '비연결형' 서비스를 제공합니다. '비연결형(비접속)' 통신이란 우선 말 그대로 연결되지 않은 상태에서 통신을 진행하는 거을 의미합니다. 비연결/비접속 통신이라는 것은 통신하고자 하는 데이터들이 함께 이동하는 것이 아니라, 목적지만을 서로 공유한 채 각자 알아서 찾아오는 것을 의미합니다. 이런 비연결/비접속 통신 방식을 '데이터그램 방식'이라고 부릅니다. 이런 것을 전문적인 말로 설명하면 다음과 같습니다. '데이터그램 방식은 송&수신 측 간에 논리적 연결 없이 데이터를 전송하는 방식'이다. 데이터그램 방식에서는 경로 중간에 있는 노드들마다 네트워크 상태를 고려해서 최적의 경로를 선택한 다음 패킷을 전송하는 방식으로 동작합니다. 패킷들 마다 최적의 경로를 선정을 해서 보내주기 때문에 패킷들이 다른 경로를 통해 데이터를 전송될 수도 있고, 특정 경로만 사용할 수도 있습니다. 이러한 특징 때문에, 송신 측에서 보낸 패킷들이 순서대로 수신측에 도달하지 않는 문제가 발생하게 됩니다. 데이터그램 방식은 패킷들이 분할되어 수신측에 도착하기 때문에 수신측에서 수신된 패킷들을 순서에 맞게 재구성을 해야합니다. 패킷들마다 최적의 경로를 선택해서 보내기 때문에 경로 중간에 트래픽이 많아 혼잡할 경우, 우회해서 다른 길로 패킷들을 송신할 수 있기 때문에 융통성이 뛰어난 장점이 있습니다. 따라서 IP 는 '데이터그램 방식을 사용하여 융통성' 있는 서비스를 제공하는데 목적이 있습니다. IP는 패킷의 분해/조립, 주소 지정, 경로 선택 기능을 제공합니다.
TCP / IP 계층 구조 vs OSI 7계층 비교
응용 계층( = OSI 응용, 표현, 세션 계층 ) 응용 프로그램 간의 데이터 송&수신 제공 역할 TELNET, FTP, SMTP, SNMP, E-Mail 등이 있습니다.
전송 계층( = OSI 전송 계층 ) 호스트들 간의 통신 제공 역할 TCP, UDP, RTCP 가 있습니다.
인터넷 계층 ( = OSI 네트워크 계층 ) 데이터 전송을 위한 주소 지정, 경로 배정 제공 역할 IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP 등이 있습니다.
네트워크 액세스 계층 ( = OSI 물리, 데이터링크 계층 ) 실제 데이터(프레임)를 송&수신하는 역할 (Ethernet, IEEE 802, HDLC, X.25, RS-232C 등)
TCP / IP 의 주요 프로토콜
===== 응용 계층 ( OSI 세션, 표현, 응용 ) =======
FTP (File Transfer Protocol) : 파일 전송 프로토콜
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) : 전자 우편을 전송하기 위한 프로토콜
TELNET : 가상 터미널 프로토콜
SNMP (SImple Network Management Protocol) : 간이 망 관리 프로토콜입니다. TCP / IP 의 네트워크 관리 프로토콜인데요. 네트워크를 구성할 때는 라우터나 허브 등 네트워크 기기들을 사용하게 되는데요. 그 기기들 마다 가지고 있는 정보들이 있는데, 네트워크 정보들을 네트워크 관리 시스템에 보내줄 때 사용되는 표준 프로토콜(통신 규약)이 SNMP 입니다.
===== /응용 계층 ( OSI 세션, 표현, 응용 ) =======
===== 전송 계층 ( OSI 전송 ) =======
UDP (User Datagram Protocol) : 데이터 전송 전에 연결을 설정하지 않는 비연결형 서비스입니다. TCP가 양방향 연결형 서비스인 것에 대비하여 비연결형인 것이 UDP의 특징입니다. TCP에 비해 상대적으로 단순한 헤더 구조를 가지므로, 오버헤드가 적고, 흐름제어나 순서 제어가 필요가 없어서 전송 속도가 빠른 특징이 있습니다. 고속의 안전성 있는 전송 매체를 사용하여 빠른 속도가 필요한 경우, 동시에 여러 사용자에게 데이터를 전달해야할 경우, 정기적으로 반복해서 전송할 경우에 사용합니다. UDP 헤더에는 Source Port Number, Destination Port Number, Length, Checksum 등이 포함됩니다. 실시간 전송에 유리하며, 신뢰성보다는 속도가 중요시되는 네트워크에서 사용됩니다.
TCP (Transmission Control Protocol) : 양방향 연결(Full Duplex Connection) 형 서비스를 제공합니다. 가상 회선 연결(Virtual Circuit Connection) 형태의 서비스를 제공합니다. 실제로 1:1 로 연결된 회선이 아니지만, 마치 그런 것처럼 연결하는 것을 가상 회선 연결이라고 합니다. 스트림 위주의 전달(패킷 단위)을 합니다. 신뢰성 있는 경로를 확립하고 메시지 전송을 감독합니다. 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능을 합니다. 패킷의 분실, 손상, 지연이나 순서가 틀린 것 등이 발생할 때 투명성이 보장되는 통신을 제공합니다. TCP 프로토콜의 헤더는 기본적으로 20Byte 에서 60Byte까지 사용할 수 있는데, 선택적으로 40Byte 를 더 추가할 수 있으므로 최대 100Byte 까지 크기를 확장할 수 있습니다.
RTCP (Real-Time Control Protocol) : RTP(Real-time Transport Protocol) 라는 프로토콜(전화, 동영상 등의 실시간 전송 프로토콜) 패킷의 전송 품질을 제어하기 위한 제어 프로토콜입니다. 세션(Session)에 참여한 각 참여자들에게 주기적으로 제어 정보를 전송합니다 하위 프로토콜은 데이터 패킷과 제어 패킷의 다중화(Multiplexing) 를 제공합니다. 데이터 전송을 모니터링하고 최소한의 제어와 인증 기능만을 제공합니다. RTCP 패킷은 항상 32비트의 경계로 끝나는 특징이 있습니다.
===== /전송 계층 ( OSI 전송 ) =======
===== 인터넷 계층 ( OSI 네트워크 ) =======
ICMP (Internet Control Message Protocol) : 인터넷 제어 메시지 프로토콜이라 하며, IP와 조합하여 통신중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로 변경 등을 위한 제어 메시지를 관리하는 역할을 함.
ARP (Address Resolution Protocol) : 주소 분석 프로토콜이라하며, 호스트의 IP 주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속 장치의 물리적 주소(MAC Address)로 바꾼다. 물리적 주소 (MAC Address)란 랜 카드 제작사에서 랜 카드(네트워크 접속장치)에 부여한 고유번호를 의미합니다.
RARP (Reverse Address Resolution Protocol) : ARP와 반대로 물리적 주소를 IP 주소로 변환하는 기능을 합니다.
