[TCP/IP] TCP/IP 란?

TCP/IP 란?

TCP/IP는 인터넷을 포함한 많은 컴퓨터 네트워크에서 세계 표준으로 사용되는 통신 프로토콜입니다. TCP/IP는 인터넷 프로토콜 스위트라고도 불리며 World Wide Web의 발명과 함께 컴퓨터 및 컴퓨터 네트워크에 혁명을 가져온 것이 계기로 현재도 표준적으로 이용되고 있는 통신 규칙입니다. 인터넷을 이용할 때는 다른 하드웨어나 OS라도 통신이 확립되어 있지 않으면 네트워크는 연결되지 않습니다. 따라서 TCP/IP는 기기나 OS가 달라도 공통의 프로토콜을 이용하여 통신을 성립시키는 것입니다.
예를 들어, 우리가 인터넷에서 웹 페이지를 볼 때 사용하는 프로토콜은 TCP (Transmission Control Protocol)와 IP (Internet Protocol)를 사용합니다.
TCP란 통신 프로토콜의 하나로 간단히 설명하면 「보낸 데이터가 상대에게 도착했는지, 그때마다 확인하면서 통신하는 방법」이나 「정확한 신호를 송신하는 통신의 규격을 정한 것」이라고 말할 수 있습니다. 명확하게 말하면, 오류가 발생하더라도 클라이언트 측은 반복적으로 서버에 요청을 보내고 서버 측은 성공적으로 수신하고 응답을 확실하게 반환합니다. 이 일련의 흐름을 세션이라고 부르며 HTTP는 요청과 응답으로 완료됩니다. 
IP란 IP 주소라고 하는 수치를 부여해 그 숫자를 이용해 통신처의 지정 및 호출을 실시해 네트워크 통신을 실시하는 것입니다. IP 주소에는 IPv4와 IPv6이 존재하며 설명 방법이 다릅니다. 자세한 내용은 IP 주소의 페이지를 봐 주세요.

 

TCP/IP 프로토콜 통신의 네트워크 아키텍처

TCP/IP는 4층으로 나누어진 통신 방법을 정의하고 있습니다. 1층의 네트워크 인터페이스 층은 주로 LAN 등에서 사용되는 통신 방법입니다. 2층의 인터넷 계층은 IP 주소를 이용한 통신 방법입니다. 3층 전송 계층은 TCP와 UDP로 통신의 품질이 바뀝니다. 4층의 애플리케이션 층에서는 메일이나 Web 페이지 열람 등 이용하는 애플리케이션에 의해 통신 방법은 바뀌어 다수 존재합니다.

TCP/IP 계층별 이름 및 프로토콜

레이어	이름	표준(프로토콜)	주요 이용 예시
레이어 4 (Application layer)	애플리케이션 계층 (응용프로그램 계층)	HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, IMAP4, DHCP, DNS 등	웹사이트 열람, 메일, 파일 전송 등
레이어 3 (Transport layer)	전송 계층	TCP, UDP, NetWare/IP 등	TCP/UDP (데이터를 적절한 애플리케이션으로 나누기)
레이어 2 (Internet layer)	인터넷 계층	IP, ARP, RARP, ICMP 등	라우팅, 엔드 투 엔드 통신
레이어 1 (Network interface layer)	네트워크 인터페이스 계층	이더넷	LAN

 

TCP/IP의 각 계층 구조

TCP / IP 계층은 위에서 "응용 프로그램 계층" "전송 계층" "인터넷 계층" "네트워크 인터페이스 계층"의 4 계층으로 나뉩니다. TCP/IP는 4개의 계층의 프로토콜이 정상적으로 기능해 처음으로 통신을 할 수 있습니다. 기억하는 방법은 위층이 인간이 이용하는 애플리케이션에 관계하는 것, 중간층이 애플리케이션 통신을 할 때의 보조적인 역할을 하는 것, 하층이 전기 신호 등의 물리적 신호에 대해서 보내지는 암호 같은 것으로 나누어 생각하면 이해하기 쉽습니다.

애플리케이션 계층(4층)

응용 계층은 응용 프로그램에서 처리하는 데이터의 형식과 절차를 결정하는 역할을 합니다. 애플리케이션은 기본적으로 인간이 취급하기 때문에 문자나 이미지 등 인간이 인식할 수 있도록 데이터를 표현합니다. 주요 프로토콜은 "HTTP" "SMTP" "POP3" "IMAP4" "DHCP" "DNS" 등입니다. HTTP는 웹 브라우저에서 이용하고, SMTP, POP3는 전자 메일 소프트웨어로 이용합니다. DHCP, DNS는 애플리케이션 통신을 수행하기 위한 준비 프로토콜로 보완할 책임이 있습니다.

 

전송층(3층)

우리는 컴퓨터와 스마트폰에서 네트워크를 통해 여러 응용 프로그램을 사용하고 있지만, 그 뒤에서는 전송 계층이 활약하고 있습니다. 전송 계층의 역할은 데이터를 적절한 애플리케이션으로 분배하는 것입니다. 최하위 계층에서 전송 계층까지 올바르게 작동하면 소스와 대상 응용 프로그램 간에 데이터를 송수신할 수 있습니다. 주요 프로토콜은 TCP와 UDP로 나뉩니다. TCP는 송신 중에 데이터가 파손되어 버리거나 손실해 버려도, 이것들을 검출해 데이터의 재전송을 실시해 확실하게 통신을 해 줍니다. 예를 들어, 웹 사이트의 웹 페이지를 열람하거나 메일을 송수신하는 등 인터넷에서 실행하는 통신 방법의 대부분이 TCP를 이용하고 있습니다. UDP는 친숙한 기능을 사용하여 상대방에게 데이터를 전송하는 방법입니다. 정확성은 없지만 신속하게 데이터를 전송하는 데 적합한 방법입니다. 예를 들어, 웹 회의나 동영상 사이트의 영상과 음성의 통신 방법으로 실시간으로 통신을 하는 방법입니다. 따라서 데이터 통신에 에러가 발생했을 때는, 반복 재생하는 것이 아니라, 영상의 흐트러짐이나 음성이 끊기거나 하는 것이 생겨, 리얼타임에 영상과 음성이 흐르는 구조입니다.

 

인터넷 계층(2층)

인터넷 계층은 여러 네트워크 간의 데이터 전송을 수행하는 역할을 합니다. 네트워크는 하나의 네트워크에 모든 기기가 접속되어 있는 것은 아니고, 많은 네트워크가 존재해, 거기에 여러 가지 기기를 접속하고 있는 것으로 동작하고 있습니다. 다수의 네트워크끼리를 접속해 데이터 전송을 하고 있는 것은 「라우터」입니다. 라우터에 의한 네트워크 간의 데이터 전송을 가리키는 "라우팅"이라고 합니다. 또한 네트워크 간의 데이터 전송을 가리키는 "End to End 통신"이라고 합니다. 구체적인 프로토콜은 「IP」 「ICMP」 「ARP」등으로 주로 「IP」를 이용해, ICMP는 에러 리포트나 진단 기능으로, ARP는 IP 주소로부터 MAC 주소를 요구하기 때문에 등의 보좌적인 프로토콜입니다.

 

네트워크 인터페이스 계층(1층)

네트워크 인터페이스 계층의 역할은 동일한 네트워크 내에서 데이터를 전송하는 것입니다. 기술적 관점에서 말하면 하나의 네트워크는 라우터나 레이어 3 스위치로 구분되는 범위 또는 레이어 2 스위치로 구성되는 범위입니다. 예를 들어 PC에서 레이어 2 스위치로 데이터 전송을 하거나 서버에서 허브나 라우터로 데이터 전송을 할 때는 「0」「1」의 「2진법」으로 실행합니다. 이 디지털 데이터를 전기 신호 등의 물리적 신호로 변환하여 전송 매체로 전달합니다. 구체적인 프로토콜은 유선의 "Ethernet(이더넷)"이나 무선 LAN(Wi-Fi), PPP 등을 들 수 있습니다. 모두 통일할 필요는 없고 예를 들어 유선 이더넷과 무선 LAN Wi-Fi를 결합한 로컬 네트워크 구축도 가능합니다.