네트워크 프로토콜 소개

소프트웨어/Etc.

네트워크 프로토콜 소개

루이스파파 2025. 5. 5. 23:41

네트워크 프로토콜은 컴퓨터 네트워크의 핵심으로, 데이터가 올바르고 효율적이며 안전하게 전송되도록 하기 위해 장치가 서로 통신하는 방법을 정의합니다. 웹을 탐색하든, 이메일을 보내든, 화상 통화를 하든, 네트워크 프로토콜의 지원 없이는 할 수 없습니다.

네트워크 프로토콜에 대한 이해는 컴퓨터 네트워크 학습의 기초이며 네트워크 기술을 마스터하는 유일한 방법이기도 합니다.

네트워크 프로토콜의 핵심 역할

표준화된 통신: 네트워크 프로토콜은 장치 간 통신을 위한 통합 표준을 제공하여 서로 다른 공급업체 및 운영 체제의 장치를 상호 연결할 수 있도록 합니다.
안정적인 데이터 전송: 오류 감지 및 데이터 재전송과 같은 메커니즘을 통해 네트워크 프로토콜은 전송 중에 데이터가 손실되거나 손상되지 않도록 합니다.
효율적인 라우팅 및 주소 지정: 네트워크 프로토콜은 주소 할당, 라우팅 등을 포함하여 소스 장치에서 대상 장치로 데이터를 전송하는 방법을 정의합니다.
보안: 최신 네트워크 프로토콜에는 도청 또는 변조로부터 데이터를 보호하기 위한 암호화 및 인증 메커니즘이 포함되는 경우가 많습니다.

네트워크 프로토콜의 핵심 구성 요소

구문: 데이터의 형식과 구조를 정의합니다. 예를 들어 패킷의 헤더와 테일을 구성하는 방법이 있습니다.
의미론: 데이터의 의미를 정의합니다. 예를 들어 한 필드는 소스 주소를 나타내고 다른 필드는 대상 주소를 나타냅니다.
타이밍(Timing): 데이터를 보내고 받는 순서를 정의합니다. 예를 들어 TCP 프로토콜에 대한 3방향 핸드셰이크 프로세스가 있습니다.
네트워크 프로토콜의 계층 구조: 네트워크 프로토콜은 일반적으로 계층적 모델에 따라 구성되며, 가장 일반적인 모델은 OSI Layer 7 모델 및 TCP/IP Layer 4 모델입니다. 각 계층에는 특정 기능과 프로토콜이 있습니다.

OSI 7계층 모델

물리 계층: 원시 비트스트림(예: 케이블, 광섬유, 전파)을 전송하는 역할을 합니다.
데이터 링크 계층: 데이터를 프레임으로 캡슐화하고 동일한 네트워크(예: 이더넷 프로토콜)를 통해 전송하는 역할을 합니다.
네트워크 계층: 패킷의 라우팅 및 주소 지정을 담당합니다(예: IP 프로토콜).
전송 계층: 종단 간 안정적인 전송(예: TCP 및 UDP 프로토콜)을 담당합니다.
세션 계층(Session Layer): 세션(예: RPC 프로토콜)을 설정, 관리 및 종료하는 일을 담당합니다.
프레젠테이션 계층: 데이터 형식 지정 및 암호화(예: SSL/TLS 프로토콜)를 담당합니다.
응용 프로그램 계층: 사용자 인터페이스 및 응용 프로그램 서비스(예: HTTP 및 FTP 프로토콜)를 제공합니다.

TCP/IP 레이어 4 모델

네트워크 인터페이스 계층: OSI의 물리적 및 데이터 링크 계층에 해당합니다.
인터넷 계층: OSI에 해당하는 네트워크 계층(예: IP 프로토콜)입니다.
전송 계층: OSI에 해당하는 전송 계층(예: TCP 및 UDP)입니다.
응용 프로그램 계층: OSI의 응용 프로그램 계층, 프레젠테이션 계층 및 세션 계층(예: HTTP 및 DNS)입니다.

일반적인 네트워크 프로토콜의 예

HTTP/HTTPS: 웹 브라우징에 사용되는 HTTPS는 HTTP의 보안 버전입니다.
TCP/UDP: TCP는 안정적인 전송을 제공하고 UDP는 빠른 전송을 제공합니다.
IP: 소스 주소에서 목적지 주소로 패킷을 전송하는 일을 담당합니다.
DNS: 도메인 이름을 IP 주소로 변환합니다.
FTP: 파일 전송에 사용됩니다.
SMTP/POP3/IMAP: 이메일을 보내고 받는 데 사용됩니다.

위 다이어그램의 프로토콜은 다음과 같습니다.

프로토콜 이름 정의 주요 기능 일반적인 적용 시나리오

HTTP(하이퍼텍스트 전송 프로토콜)	리소스(예: HTML 문서)를 가져오기 위한 클라이언트-서버 프로토콜입니다.	기본 웹 데이터 교환 프로토콜은 클라이언트 요청과 서버 응답을 모두 지원합니다.	웹 브라우징, 웹 애플리케이션 상호 작용 등
HTTP/3	HTTP의 다음 주 버전입니다.	모바일 인터넷용으로 설계된 전송 프로토콜인 QUIC를 기반으로 TCP 대신 UDP를 사용하여 더 빠른 웹 페이지 응답 속도를 지원합니다.	높은 대역폭과 짧은 대기 시간이 필요한 응용 프로그램(예: VR(가상 현실) 및 모바일 응용 프로그램).
HTTPS(하이퍼텍스트 전송 프로토콜 보안)	HTTP의 암호화 확장.	TLS와 같은 암호화 기술을 사용하여 통신을 보호하고 데이터 유출 및 변조를 방지합니다.	안전한 웹 브라우징, 전자 상거래, 온라인 결제 등을 제공합니다.
웹소켓	TCP 기반 전이중 통신 프로토콜입니다.	클라이언트와 서버 간의 실시간 데이터 푸시가 실현되고 양방향 통신이 지원됩니다.	온라인 게임, 주식 거래, 인스턴트 메시징 앱 등
TCP (전송 제어 프로토콜)	연결 지향 전송 계층 프로토콜.	패킷의 안정적인 전송을 보장하여 순차적 전달 및 오류 감지를 지원합니다.	파일 전송, 웹 브라우징 등과 같이 높은 신뢰성이 필요한 응용 프로그램.
UDP(사용자 데이터그램 프로토콜)	비연결 전송 계층 프로토콜.	패킷의 순서와 신뢰성을 보장하지 않고 빠른 데이터 전송을 제공합니다.	음성 통화, 비디오 스트리밍, 게임 등과 같은 실시간 통신 애플리케이션.
SMTP(단순 메일 전송 프로토콜)	전자 메일 전송을 위한 표준 프로토콜입니다.	보낸 사람이 받는 사람에게 메시지를 전송하는 메일 서버입니다.	이메일 전송 및 릴레이.
FTP(파일 전송 프로토콜)	클라이언트와 서버 간에 파일을 전송하는 데 사용됩니다.	파일 업로드 및 다운로드 기능을 제공하고 제어 및 데이터 채널 분리를 지원합니다.	파일 공유, 원격 파일 관리 등.

네트워크 프로토콜의 중요성

상호 연결: 네트워크 프로토콜은 인터넷의 기초이며 장치가 서로 통신할 수 없습니다.
효율적인 통신: 계층적 설계 및 최적화를 통해 네트워크 프로토콜은 효율적인 데이터 전송을 보장합니다.
보안: 최신 네트워크 프로토콜은 암호화 및 인증 메커니즘을 통합하여 사용자 개인 정보와 데이터 보안을 보호합니다.