TCP/IP 프로토콜 개요
-미국 ARPANET에서 개발된 프로토콜
1. 애플리케이션 계층 (애플리케이션 + 프레젠테이션 + 세션)
-응용프로그램이 있는 계층
-FTP, DNS, HTTP, Telnet, SMTP, SNMP
2. 전송 계층 (전송)
-세그먼트 = 메시지 + 헤더
-TCP는 가상의 연결을 지원하고 에러처리를 실행해서 신뢰성 있게 전송한다.
-GO-BACK-N : 되돌아온 ACK 번호 이후의 모든 것을 전부 재전송
-혼잡제어 : 동일한 ACK번호가 계속 되돌아오면 송신자는 전송 속도를 낮춘다.
TCP의 주요기능
--신뢰성 있는 전송: ACK
--순서 제어: 시퀀스 번호
--완전 이중: 송신 및 수신을 동시에
--흐름 제어: 수신자가 제대로 받지 못하면 전송 속도를 낮춤
--슬라이딩 윈도우: Stop-and-Wait의 단점을 보완, ACK 수신 없이도 다음 패킷을 전송, ACK도 묶어서 처리
--혼잡 제어: 수신자의 버퍼 상태를 보고 전송 속도를 조절, 패킷 송신 후 수신 받은 ACK를 통해서
congestion window를 지수 크기로 임계치까지 증가, 중복된 ACK가 오면 송신 속도를 초기 값으로 낮추고,
중복된 ACK가 오지 않더라도 임계치에 도달하면 전송속도를 절반으로 낮추고 다시 속도를 올림
congestion window와 slow start threshold 두 개의 변수를 유지
Fast Retransmit: 중복 ACK 수신시 해당 segment를 다시 보냄
Fast Recovery:
UDP
-비신뢰성: 재전송 기능이 따로 없다.
-비접속형: 상태 정보를 유지하지 않는다.
-간단한 헤더 구조: 빠른 전송
3. 인터넷 계층 (네트워크)
-라우팅을 실행
-ARP프로토콜 지원
-다중 네트워크 링크를 통해 패킷의 발신지-목적지 전달에 대한 책임
-멀티캐스팅을 위한 IGMP
-라우팅을 위한 BGP, OSPF, RIP 가 존재
-데이터 그램 = 세그먼트 + 헤더
IP 단편화
--MTU는 한번에 통과할 수 있는 패킷의 크기
--MTU보다 크면 패킷은 분할되고 그 정보를 flag와 offset을 통해 확인
라우팅
-경로 결정에서 최단 경로 선정 및 전송을 수행하는 포워딩을 한다.
-정적 경로: 사전에 미리 고정한 경로, 비교적 환경 변화가 적은 네트워크에 적합
-동적 경로: 네트워크의 상태를 파악해서 최적의 경로를 결정, 수시로 환경이 변하는 네트워크에 적합
|
--Distance vector routing
--통과해야 하는 라우터의 수가 적은 쪽으로 경로를 결정
--RIP, IGRP, EIGRP, BGP
--벨만 포드 알고리즘 사용
--모든 라우터까지의 거리 정보를 보관
--네트워크 변화 발생 시 해당 정보를 인접한 라우터에 정기적으로 전송 및 라우팅 테이블 정보 갱신
--일정 주기(30초)로 이웃 라우터에 정보를 전달
--망 자체 트래픽이 존재, Routing loop의 발생 가능성
RIP (Routing Information Protocol)
--16홉이 넘으면 패킷을 폐기, 180초 이내에 새로운 라우팅 정보가 없으면 해당 경로를 이상 상태로 간주
--큰 규모의 망에는 적합하지 않다.
|
--Link state routing
--해당 링크의 비용(대역폭, 지연정보)에 따라 경로를 결정
--다익스트라 알고리즘 사용
--네트워크 변화 감지시에만 인접 라우터에 이에 대한 정보를 전달
--인접 라우터까지의 Link cost만 계산
--대역차이로 인한 동기화 실패의 가능성이 존재
OSPF (Open Shortest Path First)
--'경계 라우터'는 다른 네트워크로 전달되는 패킷의 경로를 결정
--'백본 라우터'는 '영역 라우터' 간에 중계 역할을 수행
-라우팅 범위에 따른 라우팅 알고리즘
--동일한 그룹, 또는 ISP내에서 (한 도메인 내에서 경로를 결정) --> IGP
--다른 그룹과 (도메인 간에 경로를 결정) --------------------> EGP
ICMP
-TCP/IP에서 오류를 제어하는 프로토콜
-IP패킷 처리 도중 발견된 문제를 보고한다.
-[Type][Code]
-[3][0] == 목적지 도달 불가
-[8][8] == 에코 요청
-[0][0] == 에코 응담
-[11][0] == TTL 만료
데이터 전송 방식
-유니캐스트: 1대1로 전송
-멀티캐스트: 1대N으로 특정 그룹에 포함된 호스트에게만 전송
-브로드캐스트: 1대N으로 모두에게 전송, (IPv6에서는 없다.)
-애니캐스트: 그룹에 있는 노드 중 최단 경로에 있는 노드 하나에만 전송 (IPv6에 있다.)
IGMP
-네트워크 그룹에 등록된 사용자를 관리하는 프로토콜
-1대N 방식으로 멀티캐스트 그룹에 메시지를 전송
NAT (Network Address Translation)
-사설 IP를 공인 IP로 변경하는 주소 변환
-내부 망을 공인 망으로 부터 보호
-ISP변경에 따른 내부 IP변경을 최소화한다.
-Normal NAT: N개의 사설 IP를 한개의 공인 IP로 변경
Port Address Translation
-포트 변환을 통해서 공인 IP하나만 있어도 많은 수의 사설 IP에 할당 가능
RARP
-디스크가 없는 호스트에서 사용하는 것으로 운영체제도 없는 더미 터미널
-더미 터미널에서 자신의 MAC주소를 서버에 전송하고 IP주소를 할당받아 네트워크에 연결되는 것
-과거 은행에서 사용했던 방법
-하나의 호스트를 RARP 서버로 지정한다.
4. 네트워크 계층 (데이터 링크 + 물리)
-물리적 케이블 혹은 무선 통신과 연결하고 메시지를 전송
-전기적 신호로 변환해서 메시지를 전송
-프레임 = 데이터그램 + 헤더
TCP/IP 프로토콜은 TCP, UDP, IP, ICMP, ARP, RARP로 구성된다.
