프로토콜(통신을 위한 규칙)

'패킷'이라고 해도 사용자 마음대로 만든 패킷을 네트워크로 전달 할 수는 없다.  애초에 상대에게 패킷이 상대에게 도착했는지 알 수 없을 뿐만 아니라, 성령 도착했다 하더라도 상대가 패킷을 이해했는지 알 수 없다.

그래서 네트워크 세계에서는 패킷을 처리하기 위한 규칙이 존재한다.

이 규칙을 프로토콜(통신 프로토콜)(protocol, communication protocol)이라 부른다. 이 프로토콜이 통신에 필요한 기능별로 명확하게 규정되어 있기 때문에 PC 제조사나 운영체제(OS)가 다르더라도, 유무선에 관계없이 동일하게 패킷을 교환할 수 있다.

 

웹사이트를 방문할 때 URL을 입력할 때가 있는데, 여기에서 처음 입력한 https가 이 프로토콜에 해당한다.

HTTPS는 Hypertext Transfer Protocol Secure의 약자로서, 웹서버와 웹브라우저 사이에서 패킷을 암호화하여 교환할 때 사용하는 프로토콜이다. 웹브라우저에서 URL 첫 부분에 https라는 문자를 붙임으로써 'HTTPS 로 결정된 규약에 따라 패킷을 처리합니다.'라고 선언한다.

웹브라우저를 이용해 HTTPS로 통신한다.

 

< 프로토콜에 결정되어 있는 것 >

네트워크에는 많은 프로토콜이 각각 다양한 역할을 하며 존재한다.

[물리적 사양 ]

LAN 케이블 소재나 커넥터 형태, 그 핀 할당(핀 배열)에 이르기까지 네트워크에서 눈에 보이는 것들은 모두 프로토콜에 정의되어 있다. 그리고 와이파이 환경에서 전파의 주파수는 물론, 패킷을 전파로 변환하는 방식도 프로토콜에 정의되어 있다. PC의 NIC(Network Interface Card)는 프로토콜에 정의된 내용에 기반해 케이블이나 전파 등의 전송 매체에 패킷을 보낸다.

 

[송신 상대 특정]

이름이나 주소를 모르면 소포가 도착하지 않는 것처럼, 어디에 위치한 누구와 통신하고 싶은지를 모르면 패킷을 전달할 수 없다. 그렇기 때문에 네트워크 세계에서도 현실 세계와 같이 주소를 할당해서 송신 상대를 구별한다. 예를 들면. 구글에는 www.google.com이라는 친숙한 문자 주소와 172.217.175.4라는 생소한 숫자 주소가 할당되어 있다. 이 패킷을 송신할 때는 정보를 기반으로 송신 상대를 구별한다.

 

[패킷 전송]

송신 상대를 특정한 뒤에는 패킷을 상대에게 전달해야 한다. 앞서 설명한 것처럼 컴퓨터는 데이터를 패킷으로 작게 나누어 네트워크로 보낸다. 그때 실제 우편 소포와 마찬가지로 헤더라는 화물표를 붙인다. 헤더에는 송신지, 수신지뿐만 아니라 원래 데이터로 복원하기 위한 순번이나 서버(서비스) 정보 등 전송에 필요한 제어 정보가 포함되어 있다. 프로토콜에는 헤더의 어디에서 어디까지(몇 번째 비트에서 몇 번째 비트까지) 어떤 정보를 포함하고 어떤 순서로 교환하는지 등이 정의되어 있다. 패킷 교환 네트워크를 구성하는 패킷 교환기(네트워크 기기)는 헤더의 정보를 기반으로 릴레이처럼 패킷을 전송한다.

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<신뢰성 확립>

패킷은 펼처진 네트워크를 따라 산과 계곡을 넘고 바다를 건너 전 세계 어디든 다다른다. 그러므로 언제,어디에서,어떤 상황에서 패킷이 손상되거나 사라지는지 모른다.  프로토콜은 그런 상황이 발생해도 이상이 없도록 에러를 알리거나 데이터를 재전송하는 구조를 제공한다.또한 유한한 네트워크 자원이 패킷으로 가득 차서 잠기지 않도록 하기 위한 구조도 제공한다. MVNO(Mobile Virtual Network Operator) 가입 스마트폰을 이용하는 경우, 점심시간이나 출퇴근 시간대에 웹서비스를 찾지 못한 경험을 했을 것이다. 이는 한정된 네트워크 대역을 모두 함께 잘 공유할 수 있도록 네트워크에서 제어하기 때문이다.

 

<보안 확보>

최근에는 이름이나 주소, 생년월일이나 계좌번호 등 중요한 정보를 인터넷을 통해 교환하는 일이 많다. 인터넷은 누구나 연결할 수 있는 공공 네트워크이다. 언제 어디에서 누가 정보를 보려는지 알 수가 없다. 프로토콜은 이러한 중요 정보를 안심하고 교환할 수 있도록 올바른 통신 상대인지 인증하고 통신을 암호화하는 구조를 제공한다. 예를 들어, 온라인 스토어에서 무언가를 구입하고자 할 때 먼저 사용자 이름과 비밀번호를 입력해 로그인할 것이다. 그때 웹브라우저는 접속 대상 서버가 올바른 통신 상대인지 확실히 인증한 후, 사용자 이름과 비밀번호를 암호화해서 송신한다.

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Source : 그림으로 공부하는 TCP/IP 구조

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그림으로 공부하는 TCP/IP 구조 | 미야타 히로시 - 교보문고