인터넷 네트워크
- 인터넷 통신
- IP
- TCP, UDP
- PORT
- DNS
인터넷 통신
인터넷 상에서 컴퓨터 둘은 어떻게 통신할까?
수 많은 노드를 거쳐서 서버까지 도달해야 한다.
데이터가 인터넷에서 어떤 규칙으로, 어떻게 넘어갈까?
IP(인터넷 프로토콜)
- IP의 역할
- 지정한 IP 주소에 전달.
- 패킷이라는 통신 단위로 데이터 전달.
패킷?
전송에 필요한 정보와 데이터를 담은 하나의 단위.
이렇게 클라이언트가 패킷에 정보를 담아 서버에 전달하고 서버에서도 다시 패킷으로 전달할 수 있다. 이 때 거치는 노드는 서로 다를 수 있다.
IP 프로토콜의 한계
- 비연결성
- 패킷을 받을 대상이 없거나 서비스 불능 상태여도 패킷 전송
- 비신뢰성
- 중간에 패킷이 사라진다면?
- 패킷이 순서대로 오지 않는다면?
- 프로그램 구분
- 같은 IP를 사용하는 서버에서 통신하는 애플리케이션이 둘 이상이면?
1500바이트가 넘으면 MTU가 초과하는 것이라 패킷을 분할하게 되는데 이 과정에서 순서가 변할 수 있다.
TCP, UDP
위의 IP 프로토콜의 한계점을 보완해준다.
UDP는 그런걸 해결해주지는 않지만 도움되는 부분이 있다.
이렇게 4계층을 자세히 들여다보면 아래와 같은 형태로 표현할 수 있다.
각 계층을 지나며 각각의 헤더를 계속 추가하게 되고 마지막에 이더넷 프레임을 추가해 랜카드를 거쳐 서버로 전달된다.
TCP 세그먼트 안에 있는 정보?
전송 제어, 순서, 검증 정보등도 들어있기 때문에 위의 순서 문제를 해결할 수 있다.
TCP (Transmisiion Control Protocol)
- 연결지향 - TCP 3 way handshake (가상 연결)
- 데이터 전달을 보증한다.
- 순서를 보장한다.
신뢰할 수 있는 프로토콜이며 현재 대부분 TCP를 사용한다.
3 way handshake
SYN - syncronize. 접속 요청
ACK - SYN에 대한 대답. 요청 수락. ACK와 함께 데이터 전송 가능.
만약 서버가 꺼져있으면 SYN을 보냈을 때 응답 (ACK)가 없기 때문에 전송을 안할 수 있음.
데이터 전달 보증?
TCP 세그먼트 내부의 내용을 바탕으로 이런 것이 가능하다.
UDP (User Datagram Protocol)
- 하얀 도화지에 비유(기능이 거의 없음)
- 연결지향 - 3 way handshake X
- 데이터 전달 보증 X
- 순서 보장 X
- 하지만 단순하고 빠름.
IP와 별로 다를게 없는데?
특징
- 포트와 체크섬이 추가되어 있다.
포트는 하나의 IP에서 여러 애플리케이션(ex - 음악 & 게임)이 구동되어 있을 때, 구분할 수 있도록 해준다. (음악어플에 보낼 패킷, 게임어플에 보낼 패킷)
체크섬은 오류검증을 위한 값이다.
정리
일단은 TCP가 90%이상 점유하고 있지만 HTTP3으로 넘어오면서 3 way handshake 과정까지 없애서 최적화해보자 라는 기조로 UDP 사용률이 점점 늘어가는 상황이다.
PORT
한번에 둘 이상 연결해야 한다면?
위와 같은 상황이면 하나의 클라이언트가 여러 개의 서버와 통신해야 한다. 패킷들이 서버로부터 다시 클라이언트에게 올텐데 그 패킷들이 각각 어떤 애플리케이션을 위한 패킷인지 어떻게 구분하는지의 문제가 생긴다.
위에서 언급했듯이 출발지, 도착지의 IP정보를 IP패킷에서 담고, 각각의 포트정보를 TCP 세그먼트에 담는다.
게임의 포트 8090, 화상통화 21000, 웹 브라우저 10010 이런식으로 포트번호가 되어있다.
예를 들면 클라이언트가 게임서버에 연결하려면 200.200.200.2에 있는 11220 포트에 연결하는 것이다. 서버입장에서는 8090포트에서 온 것을 인지하고 있기때문에 응답을 그 포트로 보내게 된다.
포트 정리
- 0 ~ 65535 할당 가능
- 0 ~ 1023 : 잘 알려진 포트. 따라서 사용하지 않는 것이 좋다.
- FTP : 20, 21
- TELNET : 23
- HTTP : 80
- HTTPS : 443
DNS
IP는 기억하기 어렵다. 그리고 변경이 가능하다.
그래서 DNS(Domain Name System)가 있다.
도메인 네임 시스템
- 전화번호부
- 도메인 명을 IP 주소로 변환한다.
이러한 구조로 기억이 힘들다는 점을 해결하고 IP 주소의 변경에 대처 가능하다.