참고
TCP/IP 프로토콜과 패킷 교환 방식
NOTE
복잡한 네트워크인 인터넷에서는 엄청난 양의 데이터를 보다 효율적이고 안정적으로 전송하기 위해 패킷 교환 방식으로 데이터를 전송한다!
네트워크에서 데이터 전송 방식
NOTE
컴퓨터와 네트워크 장비를 전송 매체로 연결한 네트워크는 노드와 링크로 구성된다!
노드와 링크로 구성 구조
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네트워크는 상호 연결된 노드의 모임으로 구성되며, 중간 노드를 경유하며 송신지 호스트에서 수신지 호스트로 데이터가 전송된다.
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송신 호스트가 전송한 데이터가 중간 노드에 도착하면, 노드와 연결된 링크 중에 어떤 링크로 이동할지 선택하고 이동한다.
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이러한 노드-노드 이동과정에서, 어떠한 경로를 선택해 데이터를 전송하는 방법에는 크게 2가지가 있다.
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회선 교환 방식
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패킷 교환 방식
회선 교환 방식
NOTE
회선 교환 방식(Circuit switching)은 통신하고자 하는 두 호스트가 데이터를 전송하기 전에 미리 하나의 고정된 이동 경로를 설정하는 방식이다!
1 → 4 → 7 의 경로를 미리 정해둠!
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호스트 A가 호스트 D로 데이터를 전송하기전에 미리 경로를 설정하면 두 호스트 간에 통신이 종료될 떄 까지는 모든 데이터는 해당 경로로만 전송된다.
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거리로만 따지면 1→4→7의 경로가 효율적이나, 전송 시점에 4번 노드에 트래픽이 몰리면 오히려 다른 경로가 효율적일 수 있다.
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어떤 경로가 더 나을지는 데이터를 전송하는 시점의 네트워크 혼잡도 등 여러 요인에 따라 달라지며, 회선 교환 방식은 전송 전에 미리 이동 경로를 결정하기 때문에 효율적이지 못하는 상황이 발생한다.
패킷 교환 방식
NOTE
패킷 교환 방식(Packet Switching)은 미리 고정된 이동 경로를 설정하지 않는 대신 Packet이라는 작은 단위로 나누어 전송한다.
패킷 단위로 데이터를 전송! (각 패킷은 어떠한 경로로도 갈 수 있다.)
패킷 헤더에 패킷 생성과 재결합에 사용되는 정보를 기록한다! (이러한 정보처리는 프로토콜이 결정)
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데이터는 네트워크를 통해 전송되기 전에 패킷이라는 작은 조각으로 나뉘고, 각 패킷에는 고유 번호가 있어서 네트워크를 거쳐 최종 수신지에 전송되었을 때 원래의 데이터로 재결합된다.
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각 패킷은 전송 당시 가장 효율적인 경로를 각자 설정해 최종 수신지까지 이동한다.
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패킷을 수신한 중간 노드가 패킷의 수신지 호스트를 확인하고 수신지 호스트까지 가는 다양한 경로 중 가장 좋다고 판단되는 경로를 따라 다음 중간노드로 패킷을 전송하는 기능(라우팅)을 수행한다.
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현재시대에는 데이터는 패킷이라는 작은 단위로 분할되어 라우터를 통해 전송되는 것이 기본!
TCP/IP의 데이터 단위
NOTE
패킷은 인터넷에서 전송되는 데이터의 기본 단위로 ‘헤더’와 ‘데이터 조각’이라는 두 부분으로 구성된다!
캡슐화/역캡슐화에서 배운 데이터 계층에 따른 PDU 구조
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패킷의 헤더에 패킷의 송신지와 수신지 등 패킷의 전송을 제어할 수 있는 정보가 담겨 있기 때문에 패킷이 송신지와 수신지에서 하나의 단위로 취급데어 데이터 단위가 될 수 있다.
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캡슐화된 데이터를 구분하기 위해 각 계층마다 별도의 데이터 단위가 존재하고 인터넷 계층에서 사용되는 단위가 데이터그램(패킷)이라고 한다.
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각 계층에서 데이터를 프로토콜에 따라 처리하고 헤더를 추가한 데이터 단위는 모두 패킷이다!
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응용, 전송 계층의 세그먼트, 프레임도 각 계층에서 패킷을 부르는 이름
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패킷은 네트워크에서 전송되는 데이터의 기본단위, 인터넷 계층에서 정의되는 단위를 말한다.
각 계층의 데이터를 패킷이라 부름! (인터넷 계층은 그냥 패킷이라 부룬다)
패킷 전송 방식의 패킷은 누구?
NOTE
패킷 전송 방식에서 패킷은 데이터를 효율적으로 전송하기 위해 데이터를 작은 조각으로 분할하고 분할된 조각에 헤더를 붙여 캡슐화된 데이터를 의미한다!
1. 송신 호스트의 전송 계층 - 여러개의 패킷으로 나누어 인터넷 계층에 전송(세그먼트)
2. 송신 호스트의 인터넷 계층 - 패킷들을 수신지 호스트까지 하나씩 전송한다.
3. 수신 호스트의 인터넷 계층 - 패킷 헤더의 IP를 보고 자기한테 온게 맞으면 전송 계층에 넘김
4. 수신 호스트의 전송 계층 - 세그먼트 헤더를 읽고 패킷들을 재결합해서 메세지를 만들어 응용 계층에 전송
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TCP/IP의 4계층에서 만들어진 데이터 단위는 모두 헤더와 데이터로 구성되어 있다는 측면에서 패킷의 종류이다.
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원본 데이터를 분할하여 전송의 효율성을 꾀하는 패킷 전송의 방식의 패킷을 만드는 계층은 전송 계층의 TCP 프로토콜이다.
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전송 계층의 데이터 단위 세그먼트(부분, 분할하다)라는 의미
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인터넷 계층에서 사용하는 데이터 그램을 IP 패킷이라고 부르는 경우가 많은데, 왜 4계층의 세그먼트가 아니라 3계층의 데이터그램을 패킷이라 하는가?
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TCP 프로토콜이 데이터를 분할해서 만든 세그먼트를 수신 호스트까지 전송할 수 있는 IP 주소가 IP 데이터그램의 헤더에 담기기 때문
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결국 TCP와 IP가 함께 패킷 교환방식의 패킷을 만들고 전송하는 규칙을 생성함.
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인터넷 계층
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IP 주소로 수신지 호스트까지 패킷을 전송하는 역할을 수행
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전송 계층
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모든 패킷이 재결합할 수 있도록 오류나 중복 없이 제대로 전송되었는지 확인.
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패킷은 도착하는 순서가 다를 수 있으므로, TCP에서 순서대로 패킷을 조립한다.
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⇒ 패킷을 재결합한 메시지가 수신 호스트로 올바르게 전송 될 수 있도록 보장해줌