Protocols

인터넷이란 무엇인가?

여러 네트워크들의 연결 = 인터넷

인터넷은 "네트워크들의 네트워크"로, 전 세계의 수많은 컴퓨터와 네트워크 장비가 상호 연결된 거대한 통신 인프라. 인터넷의 주요 구성 요소는 다음과 같다:

• 호스트(Host): 끝단 시스템(end systems)으로, 클라이언트와 서버로 구성됨.
• 패킷 스위치(Packet Switch): 데이터를 작은 패킷으로 나누어 목적지로 전달하는 라우터와 스위치.
• 통신 링크(Communication Links): 유선(광섬유, 구리) 및 무선(라디오, 위성) 통신을 통해 데이터를 전송하는 물리적 경로.

인터넷의 기능은 데이터를 네트워크 상에서 전달하는 데 중점을 두며, 이 데이터는 패킷이라는 작은 단위로 분할되어 전송.

네트워크 프로토콜

프로토콜이란?

프로토콜 예시

프로토콜은 두 개체가 데이터를 어떻게, 언제, 무엇을 주고받을 것인지를 정의하는 규약. 네트워크 상에서 이루어지는 모든 통신 활동은 프로토콜에 의해 제어된다.

네트워크 프로토콜의 주요 기능:

• 메시지 형식 정의: 송수신되는 메시지의 형식과 순서를 정의.
• 송수신 규칙 정의: 특정 메시지를 받았을 때, 또는 송신할 때 수행해야 할 행동을 정의.

예를 들어:

• 사람이 사용하는 프로토콜: "지금 몇 시인가요?"라는 질문에 "2시입니다"라는 대답이 나오는 것.
• 컴퓨터 네트워크 프로토콜: TCP 연결 요청과 응답이 오가는 과정.

네트워크 구조

네트워크 엣지(Edge):

네트워크 엣지

• 호스트: 클라이언트와 서버가 위치한 부분으로, 주로 데이터 센터에 서버가 위치.
• 접속 네트워크(Access Networks): 사용자가 네트워크에 접속하기 위한 물리적 통신 경로로, 유선(광케이블, 구리)과 무선(WiFi, 4G/5G) 링크가 포함됨.

네트워크 코어(Core):

네트워크 코어

• 라우터: 인터넷 코어에서 데이터를 경로 설정하고 전달하는 장치.
• 패킷 스위칭(Packet Switching): 호스트가 애플리케이션 데이터를 작은 패킷으로 나누어 전송하며, 패킷은 경로 상의 여러 라우터를 통해 목적지에 도달함.

패킷 스위칭과 큐잉

큐잉지연

• 스토어 앤 포워드(Store-and-Forward): 패킷이 라우터에 도착하면, 라우터는 전체 패킷을 받아야 다음 경로로 전송 가능.
• 전송 지연(Transmission Delay): 패킷이 네트워크 링크를 통해 전송되는 데 걸리는 시간.
• 큐잉 지연(Queuing Delay): 패킷이 라우터에서 전송되기 전에 대기하는 시간. 트래픽이 많은 경우 패킷이 대기 중에 손실될 수 있음.

** 포워딩과 라우팅 잘 구별하기 ** 

패킷 교환 vs 회선 교환

• 패킷 교환(Packet Switching): 데이터는 작은 패킷으로 나누어 전송되며, 패킷들은 서로 다른 경로를 통해 목적지에 도달.
• 회선 교환(Circuit Switching): 통신 경로가 사전에 설정되고, 해당 경로를 통해 통신이 이루어짐. 주로 전화망에서 사용.

프로토콜 계층 및 서비스 모델

• 네트워크는 여러 계층으로 나뉘며, 각 계층은 상호 독립적으로 동작.
• 각 계층은 자신의 서비스와 프로토콜을 제공하며, 하위 계층의 서비스를 사용하여 상위 계층의 서비스를 지원.
• OSI 7계층 모델: 물리, 데이터 링크, 네트워크, 전송, 세션, 표현, 응용 계층으로 구성.

네트워크 성능

네트워크의 성능은 다음과 같은 요소들로 평가된다:

• 지연(Delay): 패킷이 발신지에서 목적지로 전달되기까지 걸리는 시간.
• 처리량(Throughput): 네트워크를 통해 초당 전송되는 데이터의 양.
• 손실(Loss): 네트워크에서 패킷이 손실되는 비율.

인터넷 표준 및 프로토콜 설계

• RFC(Request for Comments): 인터넷 프로토콜과 관련된 기술 표준을 정의하는 문서.
• IETF(Internet Engineering Task Force): 인터넷 프로토콜의 표준화 작업을 담당하는 기구.