프로토콜의 개념

프로토콜은 컴퓨터 네트워크에서 통신 장치나 서버 간에 데이터를 주고받기 위한 규칙의 집합입니다.

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• 구문 : 데이터의 형식이나 문법을 의미함. (데이터의 포맷, 필드의 순서, 길이) 구문을 정의함으로써 통신 담당자들은 어떻게 데이터를 만들고 해석해야 되는지 알 수 있습니다.
• 의미 : 데이터의 의미나 목적을 나타냄 (특정 패턴을 어떻게 해석하고, 어떤 동작을 할 것인지) 전송의 조정 및 오류 처리를 위한 제어 정보 등
• 타이밍 : 데이터 전송이나 처리가 언제 발생되어야 하는지, (통신속도, 순서, 응답시간)

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프로토콜은 종류별로 제공하는 기능이 다르지만 공통적으로 다음을 제공한다.

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• 주소설정 : 상대방에게 데이터를 전송하기 위해서는 상대방의 주소를 알아야 하는데, 각 장치가 어디에 있는지 식별하는 것을 의미합니다.
• 순서제어 : 데이터가 전송되고 수신될 때 데이터의 순서가 올바르게 유지되도록 보장합니다. 데이터가 순서대로 수신측에서 재조립하여 올바르게 구성될 수 있도록 함
• 데이터 단편화 및 재조립 : 큰 데이터를 작은 단위로 나누어 전송하는 과정 (재조립은 데이터 단편을 다시 원래의 큰 데이터로 복구하는 과정) 이것은 네트워크에서 전송할 수 있는 데이터의 크기를 관리하고 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있도록 함
• 캡슐화 : 데이터에 헤더와 트레일러를 추가하여 네트워크를 통해 전송될 준비를 하는 과정으로 (헤더는 데이터의 제어 정보 포함, 트레일러는 데이터의 끝을 나타내는 정보를 포함)

즉 OSI계층모델에서 사용자 데이터가 각 계층을 지나면서 하위 계층은 상위 계층으로부터 온 정보를 데이터로

취급하며 자신의 계층 특성을 담은 정보(주소, 에러제어)를 헤더화 하여 붙이는 과정

• 연결제어 : 데이터 전송의 시작과 종료, 중간에 발생할 수 있는 오류를 관리하는 기능으로 데이터의 신뢰성과 일관성을 유지하기 위해 필요함 (연결지향형:TCP / 비연결지향형:UDP)
• 흐름제어 : 데이터의 전송 속도를 관리하고 수신측에서 처리할 수 있는 속도 이상의 데이터가 전송되는 것을 방지(정지-대기:패킷하나를 보내고 해당 패킷에 대한 응답이 오면 전송 / 슬라이딩윈도우:가용 데이터 분량의 패킷을한번에 보내 응답패킷을 받으면 그만큼 데이터를 한꺼번에 보내는 방식)
• 오류제어 : 데이터 전송 과정에서 발생할 수 있는 오류를 감지하고 복구하는 기능으로 이를 통해 데이터의 무결성을 유지하고, 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장함 (오류제어는 순서를 검사하거나 특정 시간 내 받지 못하면 재전송을 요구함)
• 동기화 : 데이터 전송의 타이밍을 조정하여 송·수신측의 시간적인 일치를 유지함 (특정 타이머 값이나 윈도우 크기 등을 기억해야 함)
• 다중화 : 통신 선로 하나에서 여러 시스템이 동시에 통신할 수 있는 기법으로 다양한 데이터 흐름을 관리할 수 있음
• 전송 서비스 : 우선순위 결정, 서비스 보안 요구 등을 제어하는 서비스

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OSI 7계층 (컴퓨터 네트워크에서 통신 프로토콜을 계층별로 분류한 모델)

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• 물리계층 : 데이터를 전송하기 위한 물리적인 매체를 통해 비트 단위로 전송 (전압, 주파수 등의 신호로 전송)

(장비) : 허브, 리피터 등

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• 데이터링크 계층 : 물리계층에서 송수신 되는 데이터를 프레임 단위로 관리하고 오류 검출 및 수정을 수행

(장비) : 스위치, 이더넷 등

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• 네트워크 계층 : 데이터를 목적지까지 경로 설정과 라우팅을 수행하여 전송 (주소 지정 및 라우팅 기능)

(장비) : 라우터

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• 전송계층 : 데이터의 신뢰성 있고 효율적인 전송을 보장하기 위해 오류 제어와 흐름 제어를 수행

(장비) : 게이트웨이, TCP/UDP

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• 세션계층 : 통신 세션을 설정 유지 종료하며 데이터 교환을 관리 (동기화)

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• 표현계층 : 데이터의 형식을 변환 암호화 압축하는 등의 데이터 표현 형식을 관리 (데이터 구문적 의미적 차이 해결)

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• 응용계층 : 최종 사용자가 네트워크 서비스에 접근할 수 있도록 서비스를 제공 (이메일, 파일전송 등 다양한 응용프로그램)

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1계층 : 기계적 전기적 기능적 절차적 특성을 정의하여 비트 스트림을 물리적인 매체를 통해 전송

2계층 : 물리적인 링크를 통해 에러제어, 흐름제어 등을 통해 패킷을 전송 (MAC 주소를 객체 간 통신에 사용)

3계층 : IP주소 체계를 사용하며, 경로 제어와 통신량 제어 수행

4계층 : 종단 간의 신뢰성 있고 투명한 데이터 전송을 제공 (오류제어, 통신량 제어, 다중화)제공 응용 프로그램간 통신을 위해 포트 사용

5계층 : 두 시스템 간 통신 중 동기화를 유지하고 데이터 교환을 관리

6계층 : 데이터의 구조를 하나의 통일된 형식으로 표현 (데이터의 압축과 암호화 기능 수행)

7계층 : 사용자나 응용 프로그램 간의 데이터 교환이 가능하게 하는 계층

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