네트워크 관련 용어 정리

네트워크 공부 간 알아야 하는 용어들을 한 번 정리하고 가보자!

 

프로토콜(Protocol)

네트워크에 연결된 컴퓨터들끼리 데이터를 주고받을 수 있도록 미리 약속한 전송 규약 및 규칙

즉, 서로 다른 시스템에 있는 개체 간에 성공적으로 데이터를 전송하는 통신 규약이다.

 

프로토콜 데이터 단위 (PDU)

프로토콜 데이터 단위(Protocol Data Unit)는 데이터 통신에서 상위 계층이 전달한 데이터에 붙이는 제어정보를 뜻한다.

모든 계층에서, 우리가 전송하는 데이터를 데이터라고 부를까? PDU를 알고난 후 부터는 그렇지 않을 것이다. 

물론 데이터 자체는 동일하지만 각 레이어를 거치면서 헤더 정보가 추가되면서 이름이 달라진다.

쉽게 생각하면

사용자는 Data 라고 부르고,

TCP는 Segment 라고 부르고,

IP는 Packet 이라고 부르고,

데이터링크는 Frame,

컴퓨터 하드웨어는 그것을 Bit 로 연산하고 다루게 되는 것.

세그먼트 - 전송 계층(=4계층)

예를 들면, 상위 계층에서 데이터를 전달받은 전송계층에서는 아래의 정보들를 추가해 그룹화 한다. 이때부터 데이터는 데이터가 아니라, 세그먼트라고 불리는 것이다.

• 발신지 포트 : 발신하는 application의 포트
• 목적지 포트 : 수신해야 할 application의 포트
• 순서 번호 : 순차적 전송할 경우 순서를 붙이며, 순서가 어긋나면 목적지 프로토콜이 이를 바로 잡는다.
• 오류검출코드 : 발신지와 목적지 프로토콜은 세그먼트를 연산하여 오류 검출 코드를 각각 만든다. 만약 발신지에서 전송한 세그먼트에 포함된 오류 검출 코드와 목적지에서 만든 오류 검출 코드가 다르다면 전송되는 과정에서 오류가 발생한 것이다. 이 경우, 수신측은 그 세그먼트를 폐기하고 복구 절차를 밟는다. 오류검출코드는 체크섬, 프레임 체크 시퀀스라고도 부른다.

 

패킷 - 네트워크 계층(=3계층)

전송 계층으로 부터 전달받은 세그먼트는 네트워크 계층의 정보를 포함해 패킷이라고 불리게 된다.

• 발신지 컴퓨터 주소(Destination IP) : 패킷의 발신자 주소
• 목적지 컴퓨터 주소(Source IP) : 패킷의 수신자 주소
• 서비스 요청 : 네트워크 접속 프로토콜은 우선 순위와 같은 서브 네트워크의 사용을 요청할 수 있다.

 

패킷 통신 종류

• 유니캐스트(Unicast)
  • 1:1 통신 방식
  • 송신자와 수신자 주소가 특정 노드나 호스트의 주소인 경우 사용한다.(출발지와 목적지가 명확)
• 브로드캐스트(Broadcast)
  • 1:N 통신 방식
  • 목적지 주소가 불특정 다수인 경우 사용
  • MAC 주소의 경우 FF:FF:FF:FF:FF:FF, IP 주소의 경우 마지막 주소(Ex: 192.168.1.255)를 입력하여 브로드캐스트 패킷을 보낸다.
  • 주로 상대 IP 주소는 알고 있지만, MAC 주소를 모를 경우에 내부 네트워크 전체에 패킷을 보내 MAC 주소를 알아낸다.
• 멀티캐스트(Multicast)
  • 1:N 통신 방식
  • 대상이 미리 지정한 그룹인 경우에 보내는 통신 패킷이다.(송신 노드 하나가 네트워크에 연결된 하나 이상의 수신 노드에 데이터 전송)

 

패킷 구조

네트워크 패킷은 헤더(Header), 페이로드(Payload), 트레일러(Trailer) 세 부분으로 구성됩니다.

• 헤더(Header) - 패킷 길이, 프로토콜, 보낸/받는 사람의 IP 주소 등이 포함됩니다.

• 페이로드(Payload) - 패킷의 본문입니다.

• 트레일러(Trailer) - footer라고도 불립니다. 패킷의 끝에 도달했음을 수신 컴퓨터에 알리는 비트가 담겨있습니다.

 

전반적인 네트워킹에서의 packet의 의미
Circuit switching vs Packet switching 의 개념으로 회선교환(circuit switching)에 대비되는 모든 데이터 교환을 일컬어 packet switching이라고 할 수 있다. ATM cell switching은 물론이고, Ethernet frame switching, Frame Relay frame switching, 등등 회선교환이 아닌 모든 데이터 단위가 packet의 범주에 들어간다.

+ 패킷의 자세한 전달과정은 이 블로그를 참고

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그 외 헷갈리던 용어 정리

• Datagram : 데이터그램은 사용자의 순수한 message를 다르게 부르는 말이다.
• MTU : 패킷을 전송하는데 있어 허용되는 최대 크기의 패킷 크기(바이트), MTU가 클수록 하나의 패킷으로 전달할 수 있는 데이터의 양이 늘어난다.
• IP Packet : IP packet에서의 packet은 이 사용자 datagram을 데이터 링크 계층(2계층)의 MTU(최대 전송 단위)에 맞춰서 토막을 낸 상태. 즉, packet은 토막난 상태의 사용자 정보 스트림을 말한다.
• SDU(Service Data Unit) : PDU와 SDU는 다른 용어이니 헷갈리면 안된다. SDU는 상향/하향 통신 계층 간에 전달되는 실제 정보를 말한다. 반면, PDU는 동일 계층 내에서 데이터 단위를 부르는 이름이다.
• 즉, PDU = PCI(Protocol Control Unit, 쉽게 말하면 헤더 정보) + SDU 라고 생각하자.
• Mac 주소 : 노드(node)를 구분하는 고유 주소를 의미
• ARP 프로토콜(Address Resolution Protocol) : 처음 통신을 시작할 시, 상대방의 IP 주소는 알고 있지만 MAC 주소를 모를 때에 사용하는 프로토콜