[HTTP] - 인터넷 네트워크

인프런 강의 중 모든 개발자를 위한 HTTP 웹 기본 지식이라는 강의에 대한 TIL입니다.

 

인터넷 네트워크

• 인터넷 통신
• IP (Internet Protocol)
• TCP, UDP
• PORT
• DNS

 

1 . 인터넷 통신

만약 클라이언트와 서버가 바로 옆에 붙어있다면 케이블로 연결해서 요청과 응답을 바로 할 수 있다. 하지만 만약 클라이언트와 서버의 물리적 거리가 멀고 클라이언트와 서버 사이에 인터넷이라는 것이 존재하면 클라이언트와 서버는 어떻게 통신할까? 복잡한 인터넷을 사이에 끼고 안전하게 통신하려면 일련의 규약, 즉 프로토콜이 필요하다. 이러한 프로토콜이 바로 IP, 즉 Internet Protocol이다.

 

2.  IP(Internet Protocol)

통신을 하려고 하는 모든 노드들은 IP 주소를 할당받는다. 이러한 주소를 바탕으로 IP 프로토콜에 의해서 통신을 하게 된다. IP 프로토콜의 역할은 지정한 IP 주소에 '패킷'이라는 통신 단위로 데이터를 전달하는 것이다. IP 패킷에는 출발지 IP주소, 도착지 IP주소, 기타 등등이 들어있다. 

하지만, IP 프로토콜에도 한계가 있다. 첫 번째 한계는 패킷을 받을 대상이 없거나 서비스 불능 상태여도 패킷을 전송하는 비연결성이다. 두 번째는 보낼 데이터의 크기가 클 때는 쪼개서 보내는 데 이때 쪼개진 데이터가 순서대로 오지 않을 경우, 또는 중간에 노드가 사라지는 비신뢰성이다. 세 번째는 같은 IP 주소를 사용하는 서버에서 통신하는 기기의 애플리케이션(프로그램)이 여러 개일 경우에는 구분이 어렵다는 점이다. 이러한 한계를 극복한 프로토콜이 TCP 프로토콜이다.

 

3. TCP/UDP 프로토콜

※ 인터넷 프로토콜 스택 4 계층 ※ 

- 애플리케이션 계층 : HTTP, FTP
- 전송 계층 : TCP, UDP
- 인터넷 계층 : IP
- 네트워크 액세스 계층

 

데이터를 전송하려고 할 때 각 프로토콜 계층에서 데이터 패킷을 아래 그림과 같은 방식으로 가공한다.

 

출처) https://dreamcoding.tistory.com/37?category=1037312

 

IP 프로토콜의 한계를 극복하기 위해 데이터 패킷에 TCP 정보를 생성하는 데 이를 TCP 세그먼트라고 부른다. TCP 세그먼트에는 출발지 포트, 목적지 포트, 전송 제어, 순서, 검증 정보 등이 담겨 있다.

 

 

TCP(Transmission Control Protocol), 즉 전송 제어 프로토콜의 특징은 다음과 같다

 

TCP 3 way Handshake

출처) https://dreamcoding.tistory.com/37?category=1037312

 

이렇게 3번의 연결 과정을 통해서 서로를 인식하게 되면 그다음에 데이터를 전송한다. 만약 중간에 서버에서 응답이 없게 된다면 연결이 되지 않게 되면서 데이터를 보내지 않게 되므로 IP 프로토콜의 비연결성 문제를 해결할 수 있다.

 

데이터 전달 보증

TCP 프로토콜은 클라이언트에서 데이터를 전송하면 서버에서 데이터를 잘 받았다는 응답을 한다. 만약 응답이 오지 않는다면 서버에 문제가 있음을 의미한다.

 

순서 보증

TCP 프로토콜은 만약 패킷의 순서가 1,2,3 순서로 보냈는데 받았을 때 1,3,2 순서로 도착했다면 잘못 보내진 2번 패킷부터 다시 보내라고 요청 한다.

 

 

UDP(User Datagram Protocol)의 특징은 다음과 같다.

 

• TCP 프로토콜 같이 연결 지향적이고 데이터의 전달, 순서를 보장하지는 않는다.
• 대신 단순하기 때문에 상대적으로 빠르다.
• IP 프로토콜에 포트와 체크섬 정도만 추가된 프로토콜이라고 생각하면 된다.

 

※ 포트

IP 프로토콜의 한계점인 같은 IP 주소를 사용하는 서버에서 통신하는 기기의 애플리케이션(프로그램)이 여러 개일 경우에 구분하기 어렵다는 점을 해결할 수 있는 방안이다.

 

※ 체크섬

통신하고 있는 데이터가 올바른 데이터인지 검증해주는 데이터이다.

 

4. Port

한 대의 클라이언트 PC에서 여러 개의 IP를 연결하려면 어떡해야 할까? IP는 해당 기기의 고유한 주소값이므로 IP만으로는 구분하기 어렵다. 따라서, 같은 IP에서 목적(프로세스)에 따라 분류하기 위해서는 포트라는 것을 사용한다.

TCP/IP 패킷에는 출발지 포트, 도착지 포트에 대한 정보가 담겨 있다. 따라서 아래 그림과 같이 프로세스에 따른 통신이 가능하다.

출처)https://dreamcoding.tistory.com/52?category=1037312

5. DNS

IP 주소를 항상 기억해두기 어렵기 때문에 도메인명을 IP 주소로 바꿔서 쓸 수 있게 하는 시스템이다.