프로토콜 Protocol

프로토콜

💡 어떤 시스템이 다른 시스템과 통신을 원할하게 수용하도록 해주는 통신 규약, 약속

프로토콜의 요소

프로토콜의 3가지 요소

구문(Syntax) : 데이터의 형식이나 신호로, 부호화 방법 등을 정의

의미(Semantics) : 오류 제어, 동기 제어, 흐름 제어 같은 각종 제어 절차에 관한 제어 정보를 정의

순서(Timing) : 송/수신자 간 혹은 양단(End-to-End)의 통신 시스템과 망 사이의 통신 속도나 순서등을 정의

프로토콜의 기능

1. 동기화/동기제어(Synchronization)

정보를 전송하기 위하여 송수신기 사이를 같은 상태로 유지하도록 하는 것

송수신 개체 간에 서로 전송 시점과 수신 시점을 맞춰, 타이밍을 제어

2. 단편화(Segmentation)

데이터의 크기와 종류는 다양하기 때문에, 그대로 전송할 수 없어 일정한 크기의 작은 조각(패킷)으로 분리해서 나누어 전송

3. 재결합(Reassembly)

단편화를 통해 데이터를 패킷으로 분리하고, 분리되어 수신된 데이터를 원래 데이터로 복원하기 위해 재조합

4. 캡슐화(Encapsulation)

전송 데이터에 제어 정보(송 수신자의 주소, 오류검출 코드, 프로토콜 제어 등)와 같은 기타정보를 추가

PDU는 SDU와 PCI로 구성
PDU(Protocol Data Unit) : 프로토콜 데이터 단위로, 데이터가 전송될 때 일정 크기의 데이터 블록 SDU(Service Data Unit) : 전송하려는 데이터
PCI(Protocol Control Information) : 일반적으로 제어 정보를 의미(주소, 오류 검출 코드, 프로토콜 제어 정보 등)

5. 순서 제어(Sequence)

분리를 통해 따로 따로 수신된 패킷이 원래 순서대로 맞게 들어오는지 확인

6. 흐름 제어(Flow Control)

통신의 보내는 측에서 받는 측의 오버플로우(overflow)가 일어나지 않도록, 네트워크 성능에 맞게 전송 데이터의 양과 속도를 조절하는 것

7. 오류 제어(Error Control)

전송 데이터의 제어 정보 오류 유무를 검사하여, 오류발생 시 송신측에 재전송하게 하는 기능

8. 주소 지정(IP Address)

네트워크에서 통신을 하기 위해 송수신측 간에 주소를 인식 가능하도록 하는 기능

9. 경로 제어(Routing)

패킷이 네트워크의 여러 경로로 갈 수 있는데, 그 중 가장 좋은 경로를 찾는 기능

10.다중화(Multiplexing)

하나의 통신 링크를 다수의 사용자가 동시에 사용할 수 있도록 하는 기능

프로토콜의 특성

1. 직접/간접

• 직접 방식(Direct Protocol) : 직접 정보를 교환하는 방식
• 간접 방식(Indirect Protocol) : 교환망이나 다른 네트워크를 통해 간접적으로 정보를 교환하는 방식

2. 단일체/구조적

• 단일체(Monolithic) : 하나의 프로토콜에서 모든 통신 작업이 처리되는 것
• 구조적(Structured) : 여러 층에 각각 다른 작업을 하게 하여 프로토콜을 이루는 계층에서 통신이 처리되는 것

3. 대칭/비대칭

• 대칭(Symmetric) : 서로 상호 대응되는 송.수신체 사이에서 통신이 이루어지는 것
• 비대칭(Asymmetric) : 서로 상호 대응되는 송.수신체가 아닌, 특정한 곳에서만 통신을 개시할 수 있는 권한을 부여하여 통신이 이루어지는 것

4. 표준/비표준

• 표준(Standard) : 모든 컴퓨터에서 사용 가능한 프로토콜
• 비표준(Nonstandard) : 특정한 컴퓨터, 특정한 통신에서 사용 가능한 프로토콜

계층별 프로토콜

응용 계층(Application Layer)

HTTP(HyperText Transfer Protocol)

WWW(World Wide Web) 상에서 정보를 주고 받을 수 있는 프로토콜

주로 HTML문서를 주고 받는 데에 쓰이고, TCP와 UDP를 사용하며, 80번 포트 사용

SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)

인터넷에서 이메일을 보내고 받기 위해 이용되는 프로토콜, TCP 포트번호 25번 사용

POP3(Post Office Protocol Version 3)

멀리 떨어져있는 메일서버에 지정된 사용자ID로 접속해서, 메일박스 내에 도착한 메일을 클라이언트에게 가져오기 위해 사용되는 비교적 간단한 프로토콜

포트번호 110번 사용

IMAP(Internet Message Access Protocol)

원격파일 서버와 유사하게 작동, POP3와 달리 메일을 받아올 때 서버에서 메일을 삭제하지 않고 보관하는 프로토콜

다른 컴퓨터 환경에서 항상 같은 메일 내용을 메일 서버로부터 받아올 수 있는 장점이 있음, 포트번호 143번

FTP(File Transfer Protocol)

컴퓨터 간 파일을 전송하는데 사용되는 프로토콜 (데이터 전달 : 20번포트, 제어정보전달 : 21번포트)

TELNET

인터넷이나 로컬 영역 네트워크 연결에 쓰이는 네트워크 프로토콜

보안문제로 사용이 감소하고 있으며, 원격제어를 위해 SSH로 대체, 포트번호 23번

SSH(Secure Shell)

네트워크 상의 다른 컴퓨터에 로그인하거나 원격 시스템에서 명령을 실행하고 다른 시스템으로 파일을 복사할 수 있도록 해 주는 프로토콜

강력한 인증방법 제공 및 안정성이 우수함, 22번 포트 사용

DNS(Domain Name System)

호스트에 대한 정보를 분산시켜서 관리하는 데이터베이스

IP주소와 Host이름이 서로 연결되어 구조화된 역 트리구조를 갖는 계층적이고, 분산(Distributed)된, 클라이언트/서버 구조의 데이터베이스 시스템을 말함

포트번호 53번

표현 계층(Presentation Layer)

SSL(Secure Socket Layer)

네트워크 레이어의 암호화 방식, HTTP 뿐만 아니라, NNTP, FTP 등에도 사용

인증, 암호화, 무결성 보장하는 프로토콜

ASCII(American Standard Code for Information Interchange)

문자를 사용하는 많은 장치에서 사용되며, 대부분의 문자 인코딩이 아스키에 기반

7비트 인코딩, 33개의 출력 불가능한 제어 문자들과 공백을 비롯한 95개의 출력 가능한 문자

세션 계층(Session Layer)

NetBIOS

네트워크의 기본적인 입출력을 정의한 규약

RPC(Remote Procedure Call)

Windows 운영 체제에서 사용하는 원격프로시저 호출 프로토콜

WinSock(Windows Socket)

유닉스 등에서 TCP/IP 통신시 사용하는 Socket을 Windows에서 그대로 구현한 것

전송 계층(Transport Layer)

TCP(Transmission Control Protocol)

전송제어프로토콜, 네트워크의 정보전달을 통제하는 프로토콜

데이터의 전달을 보증하고 보낸 순서대로 받게 해줌

UDP(User Datagram Protocol)

비연결성이고 신뢰성이 없으며, 순서화되지 않은 Datagram 서비스 제공

TCP는 신뢰성이 낮은 프로그램에 적합

네트워크 계층(Network Layer)

IP(Internet Protocol)

패킷 교환 네트워크에서 정보를 주고받는데 사용하는 정보 위주의 규약

호스트의 주소지정과 패킷 분할 및 조립 기능을 담당

ICMP(Internet Control Message Protocol)

TCP/IP에서 IP 패킷을 처리할 때 발생되는 문제(오류 보고)를 알림

진단 등과 같이 IP계층에서 필요한 기타 기능들을 수행하기 위해 사용되는 프로토콜

IGMP(Internet Group Management Protocol)

IP 멀티캐스트를 실현하기 위한 통신 프로토콜

PC가 멀티캐스트로 통신할 수 있다는 것을 라우터에 통지하는 규약

데이터 링크 계층(Data Link Layer)

Ethernet

비연결성(connectionless)모드, 전송속도 10Mbps 이상, LAN 구현 방식을 말함

HDLC(High-Level Data-Link Control)

고속 데이터 전송에 적합하고, 비트 전송을 기본으로 하는 범용의 데이터 링크 전송제어절차

PPP(Point-to-Point Protocol)

전화선 같이 양단간 비동기 직렬 링크를 사용하는 두 컴퓨터간의 통신을 지원하는 프로토콜

물리 계층(Physical Layer)

RS-232

보통 15m이하 단거리에서 38400bps까지 전송을 위한 직렬 인터페이스

X.25 / X.21

X.25는 패킷교환망, X.21은 회선교환망에 대한 액세스 표준

 

REFERENCE

https://usefultoknow.tistory.com/entry/프로토콜Protocol이란-or-통신규약

https://cloudedi.tistory.com/6

https://needjarvis.tistory.com/158

http://www.jidum.com/jidums/view.do?jidumId=415