'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.

< 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.

<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.

Source : 그림으로 공부하는 TCP/IP 구조

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🚀< 데이터 전송 방식 >🚀

회선 교환 방식(circuit exchange method),패킷 교환 방식(packet exchange method)의 두 가지 방식이 있다.

<🤔 회선 교환 방식🤔 >

회선 교환 방식은 데이터를 교환하기 전, 일대일의 전송로(데이터 통로)를 만들고, 교환을 마칠 때까지 전송로를 계속 사용하는 방식이다. 회선 교환 방식을 채용하고 있는 고정 전화를 떠올리면 이해하기 쉬울 것이다.

고정 전화는 회선 교환기로 구성된 회선 교환 네트워크에 일대일의 논리적인 전송로를 만들고, 접속을 끊을 때까지 이를 계속 사용한다. 그리고 접속하는 동안에는 해당 회선을점유하며 다른 전화를 받을 수 없다. 즉 통화 중 상태가 되는 것이다.

TSS를 사용하던 시기에는 원격지에 있는 TSS 단말에서 대형 컴퓨터에 전화를 거는 회선 교환 방식으로 데이터를 교환했다. 회선 교환 방식은 회선을 점유할 수 있기 때문에 안정적인 통신 품질을 유지할 수 있었다. 하지만 데이터가 흐르지 않을 때도 회선이 연결되어 있기 때문에 회선 이용 효율이 낮아 데이터의 교환에 적합한 통신 방식이라고 할 수는 없었다.

웹사이트를 보는 경우를 예로 들어 생각해보자. 이때 데이터 다운로드는 곧바로 완료되고, 대부분의 시간은 표시된 이미지를 보거나 텍스트를 읽는 데 사용한다. 모처럼 회선을 점유했음에도 그저 낭비에 지나지 않는다.

그래서 "회선 이용 효율을 향상할 목적"으로 새롭게 고안된 것이 바로 패킷 교환 방식이다.

<🤔 패킷 교환 방식🤔 >

패킷 교환 방식은 데이터를 패킷(packet)이라 부르는 작은 단위로 나누어 네트워크로 보내는 방식이다.

패킷은 영어로 '소포'라는 의미이다. 우체국 소포에 화물표를 붙이는 것처럼, 송신 측 컴퓨터는 데이터에 헤더(header)라는 정보를 붙여 패킷 교환기(네트워크 기기)로 구성된 패킷 네트워크로 패킷을 보낸다.

헤더에는 수신 컴퓨터 정보, 데이터 중 몇 번째에 해당하는 패킷인지에 관한 정보 등 다양한 정보가 포함되어 있다.

패킷 교환 네트워크는 헤더 정보를 보고 수신 컴퓨터로 패킷을 전달한다. 그리고 수신 컴퓨터의 헤더 정보를 보고 원 데이터로 복원한다. 패킷 교환 방식은 필요할 때 필요한 만큼만 회선을 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 같은 회선을 사용해 다른 사용자의 데이터도 전송할 수 있기 때문에 회선을 효율적으로 이용할 수 있다.

그리고 경로상의 어딘가에서 패킷이 사라지거나 패킷이 손상되어도 모든 데이터를 전송할 필요 없이 해당 패킷만 다시 전송하면 되므로 곧바로 복구할 수 있다. 인터넷을 필두로 하는 현대 네트워크는 거대한 패킷 교환 네트워크로 되어 있으며,

패킷 교환 방식으로 데이터를 교환한다. 유튜브 동영상은 물론 네이버의 첫 페이지도 어딘가에 있는 컴퓨터(서버)가 인터넷이라는 패킷 교환 네트워크로 보낸 패킷이다. 내 PC가 해당 패킷들을 원 데이터로 복원해서 볼 수 있게 된 것이다.

그리고 설령 경로상의 어딘가에서 예쌍치 못한 사고가 발생하더라도 다시 전송해서 복구할 수 있으므로 신경 쓰지 않고 즐길 수 있다. 

Source : 그림으로 공부하는 TCP/IP 구조

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네트워크란

1.1.1 네트워크의 역사

현대 네트워크의 원형은 1960년대~1970년대에 걸쳐 미국에서 연구되고 개발되었다.

1960년대에는 한 대의 대형 컴퓨터의 처리를 짧은 시간으로 나누어서 여러 사람이 사용하는 'TSS(Time Shareing System, 시분할 시스템') 방식으로 컴퓨터를 이용했다.

원격지에 있는 사용자는 TSS 단말에서 대형 컴퓨터에 전화를 걸어 접속한 뒤, 마치 이를 전용 컴퓨터처럼 취급할 수 있었다. TSS를 이용함에 따라 대형 컴퓨터와 TSS 단말기 두 대로 구성된 가장 간단한 네트워크가 만들어 졌다. 그것이 네트워크의 시작이었다.

1960년대 후반부터 1970년대에는 대형 컴퓨터뿐만 아니라 개인용 컴퓨터와 같은 소형 컴퓨터도 등장해, 많은 컴퓨터를 벙렬로 연결한 현재의 네트워크의 원형이 만들어지기 시작한다.

그중에서도 역사네 남은 가장 중요한 네트워크로 APRANET(Advanced Research Projeects Agency NETwork)이 있다. ARPANET은 미국 방위 고등 연구 계획국이 학술 목적으로 만든 네트워크로, 인터넷의 뿌리라고도 불린다. 이 네트워크는 데이터를 패킷(packet)이라 부르는 작은 단위로 잘라서 취급하는 패킷 교환 방식(packet exhange method)이라는 전송 방식을 세계에서 처음으로 채용했다. 이 방식은 ARPANET에서 현재 인터넷에 이르가까지 이어져 내려오고 있다.

출처: 그림으로 공부하는 TCP/IP구조

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