Top 5 인터넷 프로토콜 이란 The 20 New Answer

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프로토콜이란 무엇일까? 개념, 기능, 구성요소, 활용

IP(인터넷 프로토콜)이란? — 개발은 재밌어야 한다

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IP(인터넷 프로토콜)이란?

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인터넷 프로토콜(IP, Internet Protocol)은 송신 호스트와 수신 호스트가 패킷 교환 네트워크에서 정보를 주고받는 데 사용하는 정보의 규약(프로토콜[약속과 같은 것])이며, OSI 네트워크 계층에서 호스트의 주소지정과 패킷 분할 및 조립 기능을 담당합니다.

예시를 들어서 설명해보겠습니다.

한국에 사는 홍길동이 미국에 사는 Merry에게 우편을 보낸다고 가정해보겠습니다.

보통 편지에는 보내는 사람의 이름,주소과 받는사람의 이름,주소 정도의 출발지에대한 정보와 목적지에 대한 정보가 담겨있고 편지안에는 편지에 대한 내용물에 대한 내용물이 있을 수 있습니다.

인터넷 프로토콜의 관점에서 보면 보내는사람의 주소는 출발지의 IP, 받는사람의 주소는 목적지의 IP, 그리고 편지안의 내용은 전송하고자하는 전송데이터로 볼 수 있습니다.

인터넷 프로토콜(IP)의 역할

지정한 IP 주소(IP Address)에 데이터 전달

패킷(Packet)이라는 통신 단위로 데이터 전달

이러한 전송하고자하는 정보 데이터의 형식을 패킷이라는 하나의 블록 단위로 이루어서 출발지IP에서 목적지 IP까지 패킷을 통해서 전달하고자하는 데이터를 전달합니다.

물론 IP패킷은 우편의 내용처럼 간단하지 않고 정해진 구성에 따라서 특정한 데이터의 길이를 가지고 있는 복잡한 데이터의 구성으로 이루어져 있습니다.

– 버전

– 헤더길이

– 서비스타입

– 식별자

– 플래그

– 단편화 오프셋

– Time-To-Live(TTL)

– 프로토콜

– 헤더 체크섬

– 송신자 IP주소

– 수신자 IP주소

이러한 구성으로 정해져있는 IP헤더 필드에 패킷을 목적지까지 전송하기 위해 IP계층에서 필요한 값들이 담겨져 있습니다.

이런 IP 프로토콜의 한계점도 있습니다.

비연결성 패킷을 받을 대상이 없거나 서비스 불능 상태여도 패킷을 전송한다.

보내고자하는 대상 서버가 패킷을 받을 수 있는 상태인지 없는 상태인지를 보내는 입장에서는 알 수가 없는 입장입니다. 그래도 보내는 서버에서는 계속해서 패킷을 보냅니다.

(마치 이사가 친구에게 편지를 계속 써도 편지는 계속해서 보내는 것처럼말이죠)

비신뢰성 중간에 패킷이 사라져도 IP 프로토콜에서 전송하는 데이터가 정확하게 갔는지 확인하지 않는다. (패킷 전달 여부에 대해서 보증하지 않는다).

패킷이 중간에 소실이 되어버려도 어쩔수 없다는 한계가 있습니다. 마치 택배를 보냈는데 택배가 물류센터에서 사라져버린것처럼 말입니다. 패킷을 보낸 순서와 받는 순서가 다를 수 있습니다.

그럴일은 없겠지만 배송을 하다가 편지안의 내용물이 거꾸로 뒤집어진다던가하는 그런문제가 IP프로토콜에서는 여러개의 패킷이 전달되지만 순서를 보장해주지 않기 때문에 전달받은 데이터가 Hello World! -> World! Hello와 같이 순서가 맞지 않는 문제가 발생 할 수 있습니다.

프로그램 구분 같은 IP를 사용하는 서버에서 통신하는 애플리케이션이 여러개일 경우 구분이 어렵다. (IP 주소는 해당 기기의 고유한 주소인데 해당 주소에서 여러개의 애플리케이션에 대한 구분이 어려움)

그래서 이러한 IP 프로토콜의 한계를 극복한 프로토콜이 TCP 프로토콜입니다.

TCP에 대한 내용은 다음 포스팅에서 다루겠습니다.

해당 포스팅은 김영한님의 HTTP강의를 토대로 만들어진 포스팅입니다.

https://www.inflearn.com/course/http-%EC%9B%B9-%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC

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TCP/IP란 무엇이며 어떤 원리로 작동하나요?

요즘에는 온라인으로 클릭 몇 번만 하면 원활하게 소통할 수 있지만, 예전에는 우편을 자주 활용했습니다. 직접 편지를 써서 우편으로 보내던 시절이 기억나시나요? 우편 서비스를 이용하고 싶으면 정해진 규칙에 따라서 직접 봉투에 이름과 주소를 써야 했습니다. 봉투에 우표를 붙여서 빨간색 우편함에 편지를 넣으면, 우체부가 우편을 처리할 때 더 많은 규칙이 적용되고는 했습니다.

인터넷상에는 우표가 없기는 하지만, 엄연히 일정한 규칙이 존재합니다. 여러분이 이용하는 앱과 기기는 정보를 전송하고 수신하기 위해 이러한 규칙을 따라야 합니다. 이러한 규칙을 TCP/IP 모델이라고 부릅니다. 이 글을 자세히 읽어보면서 TCP/IP 프로토콜 정의, TCP/IP 계층, TCP/IP 프로토콜 종류, TCP/ IP 프로토콜 스택, VPN을 이용한 데이터 보호 방법까지 자세히 알아보세요.

트래픽을 암호화하고 프라이버시와 보안을 유지하세요.

TCP/IP란 무엇인가요?

TCP/IP는 네트워크 프로토콜 스위트로, 온라인상의 안전하고 효율적인 데이터 전송의 필수 요건을 정의합니다.

TCP/IP 정의를 찾는 것부터 시작해보겠습니다. TCP/IP 모델은 두 개의 기기 간에 데이터를 전송하는 것을 담당하고 있습니다. 여기서 왜 고작 2대의 기기 사이에서만 데이터 전송이 이루어질까요? 인터넷 데이터가 전송되는 방식은 라디오와는 다릅니다. 수백 대의 컴퓨터 사이에서 활발하게 데이터가 공유되고 있는 것처럼 보여도, 사실은 모든 데이터 교환에는 2대의 기기만 개입됩니다.

TCP/IP는 1983년에 표준 방식으로 정해졌습니다. 당시 TCP/IP가 NCP를 대체하면서, 이 과정에서 오는날 우리가 이용하는 인터넷이 탄생했습니다. TCP/IP는 4계층 또는 5계층으로 구성되어, OSI 7계층 모델을 대체합니다. 이러한 계층은 데이터 전송의 각 단계에서 앱과 기기의 작업을 설명해줍니다.

TCP와 IP의 차이점은 무엇인가요?

TCP/IP는 수많은 컴퓨터 네트워크 프로토콜을 포함합니다. TCP와 IP는 이러한 프로토콜 중 하나일 뿐입니다.

TCP는 무엇의 약자일까요? TCP는 전송 제어 프로토콜 (Transmission Control Protocol)의 약자이며 한 기기에서 다른 기기로 데이터 전송하는 것을 담당합니다. IP는 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)의 약자이며 이 프로토콜은 데이터의 조각을 최대한 빨리 대상 IP 주소로 보내는 역할을 표시합니다.

데이터 전송의 과정에서 TCP와 IP 각각 담당하는 작업이 있지만, 결국에는 같은 결과를 목표로 하기 때문에 한 명칭으로 알려지기도 합니다.

TCP/IP: 4계층

TCP/IP는 통신 규칙의 모음이며, 프로토콜 스위트라고 부르기도 합니다. TCP/IP의 4계층은 이러한 규칙이나 프로토콜이 적용되는 특정한 조건을 의미합니다. 이 시스템은 TCP/IP 모델이 다양한 기기와 앱에서 효율적으로 ‘통신’하고 데이터를 전송할 수 있도록 하는 방식입니다.

응용 계층

응용 계층 (Application Layer) 프로토콜은 TCP/IP 프로토콜 (TCP IP protocol)의 범위에 포함되어 있습니다. 이러한 프로토콜은 앱에 구축되기 때문에 사용자가 상호작용하기 가장 쉬운 계층입니다. 응용 계층은 사용자 (사람 또는 소프트웨어)가 네트워크에 접근할 수 있도록 합니다. 게다가, 사용자 인터페이스를 제공할 뿐만 아니라 이메일, 원격 파일 접근 및 전송, 공유 데이터베이스 관리 등의 서비스를 제공합니다.

메일 프로그램에서는 인터넷에서 전자우편을 보낼 때 이용하게 되는 표준 통신 규약인 SMPT (Simple Mail Transfer Protocol)를, 인터넷 브라우저는 웹 서버와 사용자의 인터넷 브라우저 사이에 문서를 전송하기 위해 사용되는 통신 규약인 HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 등을 이용합니다. 이외에도 흔히 이용되는 응용 계층 프로토콜로는 파일 전송 규약 (File Transfer Protocol: FTP), 동적 호스트 설정 통신 규약 (Dynamic host Configuration protocol: DHCP), 간이 망 관리 프로토콜(Simple Network Management Protocol: SNMP) 등이 있습니다.

전송 계층

‘전송 계층 (Transport Layer)’이라는 이름에서 눈치채셨겠지만, 전송 계층은 전송을 담당하는 계층입니다. 전송 계층에는 TCP뿐만 아니라 사용자 데이터그램 통신 규약 (User Datagram Protocol: UDP)도 있습니다. UDP는 TCP보다 단순하며 다른 데이터에 비해 안전하게 보호되어야 할 필요가 없는 실시간 응용 프로그램에서 흔히 이용됩니다. UDP는 TCP보다 신뢰도가 낮고 오류 검출, 흐름 제어 등의 기능을 제공하지 않아 패킷을 빠르게 전송하는 응용 계층에서 이용되고 있습니다.

TCP는 두 네트워크 사이에 연결을 형성하고 효율적인 작업을 위해 데이터를 작은 패킷으로 나눠서 데이터를 전송합니다. TCP는 연결형 서비스이지만, UDP는 비연결형 서비스입니다. TCP는 신뢰도가 높지만 속도가 느리고, 이에 비해서 UDP는 신뢰도가 낮지만 속도가 빠릅니다. TCP의 패킷 교환 방식은 가상 회선 방식인 반면, 반면에 UDP는 데이터그램 방식을 따르고 있습니다. TCP에서는 전송 순서를 보장하지만 UDP의 경우 전송 순서가 바뀔 수 있습니다.

인터넷 계층

인터넷 계층 (Internet Layer) 프로토콜에는 IP뿐만 아니라 주소 변환 규약 (Address Resolution Protocol: ARP), 인터넷 그룹 관리 프로토콜 (Internet Group Management Protocol: IGMP), 인터넷 제어 메시지 프로토콜 (Internet Control Message Protocol: ICMP)도 있습니다. 인터넷 계층은 네트워크 간 데이터 패킷의 전송을 관리합니다.

여기서 ARP는 네트워크 계층 주소와 링크 계층 주소 사이의 변환을 담당하는 프로토콜이며, IGMP는 그룹 멤버십을 구성하거나, 그룹 관리를 위한 프로토콜이며, ICMP는 인터넷 통신 서비스 환경에서 오류에 대한 알림과 관련된 메시지를 전달하는 목적의 프로토콜입니다.

데이터 링크 계층

데이터 링크 계층 (Datalink Layer)은 데이터 전송의 최하위 계층으로, 네트워크 인터페이스 계층(Network Interface Layer)이라고도 부릅니다. 이 계층에서 하는 일은 데이터가 원하는 IP 주소 (즉, 공유기)에 도달할 뿐만 아니라 해당 네트워크 내의 연결된 기기에 연결되어 있는지 확인하는 역할입니다. 데이터 링크 계층은 원하는 기기의 MAC 주소를 확인하고 이더넷 케이블 및 와이파이를 통한 데이터 전송을 관리하는 등의 작업을 담당합니다.

TCP IP 주소

IP 주소의 유형은 정말 다양합니다. 예를 들면, IP 주소에는 공개 IP 주소와 비공개 IP 주소, 정적 IP 주소와 동적 IP 주소가 있습니다. 그러면 TCP/IP는 모든 유형의 IP 주소에서 작동하나요? 그럼요! 여러분이 이용하는 기기에서 어떤 인터넷 프로토콜을 사용하고 있는 것과 상관없이, TCP/IP 데이터 전송 절차의 일환으로 작동할 것입니다.

TCP/IP 주소를 알아보는 가장 쉬운 방법은 단연코 구글 검색창에 “What’s my IP address”를 검색해보는 방법입니다. 하지만, 여러분이 이용하는 네트워크 내 특정 기기의 IP 주소를 알아내려고 하는 경우에는 이 방법으로 현재 IP 주소를 알아낼 수 없습니다.

네트워크 프린터와 같은 기기의 IP 주소를 알아내려면 네트워크 설정으로 이동하여 IPv4를 찾아보세요. 죄송하지만 모든 운영체제에서 방금 말씀드린 방법으로 해당 IP 주소를 알아낼 수 있는 건 아닙니다. 운영체제마다 레이아웃이 다르기 때문에 이러한 기기의 IP 주소를 알아내는 방법이 조금씩 다를 수 있습니다.

NordVPN으로 데이터를 보호하세요

여러분이 반드시 유념해야 할 점은: TCP/IP는 절대 비공개 상태로 유지되지 않는다는 점입니다. 기업에서는 해당 기업이 소유한 서버에 접속하는 IP 주소를 수집하고, 신원을 확인하고, 추적할 수 있습니다. 그리고 온라인에 연결될 때마다 인터넷 서비스 공급자 (ISP)가 여러분이 온라인으로 무엇을 하고 있는지 확인할 수 있으며 여러분의 비공개 검색 기록을 제3의 광고주에게 팔아넘길 수 있습니다.

하지만, 너무 걱정하지 마세요! VPN을 이용하시면 이 모든 것을 막을 수 있습니다. TCP/IP 프로토콜이 제 기능을 하는 동안, NordVPN은 VPN 서버를 통해서 트래픽을 암호화하고 다시 라우팅할 것입니다. VPN의 도움으로, 여러분이 계속 안전하게 브라우징하는 동안 ISP에서는 여러분의 데이터를 기록하지도 못하고 IP 주소도 볼 수 없게 됩니다.

뿐만 아니라, NordVPN은 우수한 보안과 높은 신뢰도로 잘 알려진 IKEv2/IPsec과 OpenVPN이라는 VPN 프로토콜을 활용하고 있습니다. 지난 2020년부터 NordVPN의 사용자는 NordLynx라는 VPN 프로토콜도 이용할 수 있는데, 이 프로토콜은 WireGuard 프로토콜을 기반으로 구축된 프로토콜입니다.

TCP/IP 이해하기, 프로토콜이란?

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IP 는 뭔지 알 거 같은데, 앞에 하나 추가되어 TCP/IP 라고 하면 전혀 새로운 용어 같지 않나요? 저는 그랬습니다. 결론부터 말씀드리면 둘은 거의 동의어로 사용됩니다. 물론 두 용어의 개념과 역할은 다르지만, 한 몸처럼 쓰이기 때문입니다. TCP/IP는 네트워크에 대해 조금만 알아보더라도 상당히 자주 등장하는 용어입니다. 그러나 정의만 몇 줄 읽어선 단번에 이해가 어려운 개념이기도 하죠. 이 글을 통해서 “아 이런 거구나” 정도는 감이 오실 수 있도록 정리를 해보겠습니다.

TCP/IP는 네트워크 장치를 연결할 때 사용되는 통신 프로토콜(Protocol)입니다. 인터넷 같은 외부 네트워크와 인트라넷 같은 내부 네트워크 모두에서 사용됩니다. 프로토콜이란 컴퓨터 간 데이터를 통신하기 위해 정해놓은 규약을 의미합니다. TCP는 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol), IP는 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)로 모두 ‘OOO 프로토콜’이라는 걸 알 수 있습니다.

통신 프로토콜이 TCP/IP만 있는 건 아닙니다. 다만 그중에서 가장 널리 사용되는 통신 규약이 TCP/IP입니다. 굳이 두 프로토콜을 합쳐서 부르는 이유는 네트워크 통신 시 각자 다른 역할을 수행하며 함께 사용되기 때문입니다.

통신, 표준의 가치

네트워크 통신에서 표준을 정하는 건 아주 중요합니다. 표준을 정하면 모든 회사의 제품군이 서로 호환될 수 있기 때문입니다. 과거 컴퓨터가 정보를 교환을 시작하던 초창기엔 공급 업체 별로 통신 프로토콜이 달라 통신을 할 수 없는 문제가 있었습니다. 이런 불편함에 따라 표준을 정했는데 그것이 TCP/IP입니다.

참고로 TCP/IP는 1970년대에 미국 국방부에서 만들었습니다. 이를 계기로 TCP/IP는 널리 사용됐고 현재 웹에서 가장 보편적으로 사용되고 있습니다. TCP/IP에는 HTTP, FTP, SMTP 등이 포함됩니다. 쉽게 말해 인터넷으로 구글링을 하고, 넷플릭스를 보고, 파일을 전송하고, 이메일을 보내는 등의 작업에 모두 쓰인다는 의미입니다.

시중에 판매되는 모든 컴퓨터에는 TCP/IP가 기본으로 내장되어 있습니다. 덕분에 사용자는 TCP/IP의 개념을 몰라도 마음껏 인터넷으로 다른 컴퓨터와 통신을 주고받을 수 있습니다.

TCP와 IP의 상호작용

둘은 같이 쓰인다고 언급했죠. 이걸 쉽게 이해할 수 있도록 비유를 먼저 들어보겠습니다. 완성된 퍼즐 위에 매직으로 글을 작성하고 퍼즐을 분해해서 누군가에게 보낸다고 상상해보세요. 이때 퍼즐 조각은 한 번에 묶어서 보내지 않고 하나씩 따로 보냅니다. 이렇게 하면 각 퍼즐 조각이 도착하는 시간도 다르고, 순서도 뒤죽박죽일 겁니다. 모든 퍼즐 조각이 제대로 도착하면 그것을 다시 원형으로 맞춥니다. 이제 수신자는 완성된 퍼즐에 쓰여있는 글을 확인할 수 있습니다.

위 비유에서 퍼즐 조각을 보내는 역할은 IP가, 도착지에서 퍼즐 조각을 맞추고, 만약 누락된 조각이 있으면 다시 보내달라 요청하는 등 재조립과 문제 확인을 하는 역할을 TCP가 한다고 보면됩니다. 결국 두 역할 모두 필요한 것이죠.

만약 퍼즐을 분해해서 보내는 게 이해가 안 되신다면 패킷(packet)의 개념을 모르셔서 그렇습니다. 네트워크 간 데이터를 주고받을 땐 데이터를 블록 형태로 나눠서 보내기 때문에 그런 비유가 나온겁니다. 이런 방식을 패킷 교환 방식이라고 하며, 나눠진 블록 조각을 패킷이라고 합니다.

참고 : 네트워크 패킷(packet)이란?

마지막으로 TCP/IP 데이터 통신이 이루어지는 과정을 살펴보겠습니다.

출처 :&nbsp; https://docs.oracle.com/cd/E18752_01/html/816-4554/ipov-29.html

사용자에게 원격 시스템 로그인에 필요한 패킷을 전달하는 과정을 계층 별로 구분한 것입니다. TCP 와 IP는 각각 전송 계층과 인터넷 계층에 포함됩니다.

응용 프로그램 계층

사용자가 통신을 시작하는 단계입니다. rlogin 이라는 명령을 내렸습니다. 명령 데이터를 TCP 스트림으로 보냅니다.

전송 계층

도착한 데이터는 분절(segment)되고 각 세그먼트에는 포트 송수신 정보 등을 담은 헤더가 연결됩니다. 이를 캡슐화라고 합니다. TCP 세그먼트를 통해 수신자가 데이터를 받을 수 있는지 확인합니다.

인터넷 계층

IP는 IP 데이터그램이라는 단위로 패킷을 전달합니다.

데이터 링크 계층

IP 데이터그램을 프레임으로 포멧하고 물리 계층으로 전달합니다.

물리 네트워크 계층

프레임을 수신하고 IP 주소를 네트워크 미디어에 적합한 하드웨어 주소로 변환합니다. 그리고 네트워크 미디어를 통해 프레임을 보냅니다.

수신 시스템은 발송 시스템의 역순으로 계층을 거쳐 패킷을 전달받습니다. 모든 패킷이 전달되면 다시 조립해 수신을 완료합니다.

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