네트워크 기본 용어 -TCP/IP

인터넷을 사용할 때 가장 중요한 기술 중 하나가 바로 TCP/IP 입니다. 우리가 매일 사용하는 웹 브라우징, 이메일, 파일 전송 같은 활동은 모두 TCP/IP 덕분에 가능합니다. 하지만 이 용어가 낯설게 느껴질 수도 있습니다. 이번 포스팅에서는 TCP/IP의 개념, 작동 원리, 주요 구성 요소를 자세하고 쉽게 설명하겠습니다.

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1. TCP/IP란 무엇인가?

∎ 정의

TCP/IP는 인터넷 통신의 기본 규칙을 정의하는 프로토콜 스택(Protocol Stack)입니다.

• TCP(Transmission Control Protocol): 데이터를 안정적으로 전송하기 위한 프로토콜
• IP(Internet Protocol): 데이터를 목적지에 전달하기 위한 주소 지정과 경로 설정.

TCP/IP는 인터넷 통신의 "언어"로, 서로 다른 장치가 데이터를 주고받을 수 있도록 합니다.

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2. TCP/IP의 주요 역할

① 데이터 전송 관리

TCP/IP는 데이터를 패킷(Packets)이라는 작은 단위로 나누어 전송합니다.

이렇게 나뉜 데이터는 네트워크를 통해 목적지로 이동하며, 도착 후 다시 원래의 데이터로 재조립됩니다.

 

② 장치 식별

IP 주소를 사용하여 네트워크에서 장치를 고유하게 식별하고, 데이터를 올바른 장치로 전달합니다.

 

③ 경로 설정

데이터가 출발지에서 목적지로 이동하는 최적의 경로를 설정합니다. 인터넷에서 수많은 네트워크를 통해 데이터를 주고받는 이유는 바로 이 경로 설정 덕분입니다.

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3. TCP/IP의 작동 원리

TCP/IP는 여러 계층으로 나뉘어 있으며, 각 계층은 특정 기능을 담당합니다. 이를 TCP/IP 모델이라고 합니다.

 

∎ TCP/IP 4 계층 모델

1. 응용 계층(Application Layer)
   • 사용자가 인터넷 서비스를 이용할 수 있도록 지원합니다.
   • 예: HTTP(웹 브라우징), FTP(파일 전송), SMTP(이메일).
2. 전송 계층(Transport Layer)
   • 데이터 전송의 신뢰성과 정확성을 보장합니다
   • TCP: 연결 지향적 프로토콜로 데이터 손실을 방지.
   • UDP: 빠른 데이터 전송을 위한 비연결형 프로토콜.
3. 인터넷 계층(Internet Layer)
   • 데이터를 패킷으로 나누고 목적지까지의 경로를 설정합니다.
   • IP: 데이터가 올바른 주소로 전달되도록 지원.
4. 네트워크 인터페이스 계층(Network Interface Layer)
   • 물리적인 네트워크 장치를 통해 데이터를 전송합니다.
   • 예: 이더넷, Wi-Fi

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4. TCP와 IP의 역할

① TCP(Transmission Control Protocol)

TCP는 데이터 전송의 신뢰성을 보장합니다.

• 작동 방식:
  1. 송신자와 수신자 간 연결을 설정.
  2. 데이터를 패킷으로 나누어 전송.
  3. 수신자가 모든 패킷을 올바르게 받았는지 확인.
• 특징:
  • 데이터 손실 방지.
  • 패킷 순서 보장.
  • 이메일, 파일 전송, 웹 브라우징에 사용.

 

② IP(Internet Protocol)

IP는 데이터를 목적지로 전달하기 위해 주소 지정과 경로 설정을 담당합니다.

• IPv4: 32비트 주소 체계(예: 192.168.1.1)
• IPv6: 128비트 주소 체계로 더 많은 주소를 제공(예: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334)
• 역할:
  • 데이터를 올바른 네트워크로 전달.
  • 패킷을 라우팅(경로 설정)

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5. TCP와 UDP의 차이

특징	TCP	UDP
연결 방식	연결 지향(Connection-Oriented)	비연결형(Connectionless)
데이터 전송 신뢰성	신뢰성이 높음(손실 시 재전송)	신뢰성이 낮음(손실 지
속도	상대적으로 느림	상대적으로 빠름
사용 사례`	이메일, 웹 브라우징, 파일 전송	실시간 스트리밍, 온라인 게임, VoIP

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6. TCP/IP 데이터 전송 과정

1. 데이터 생성: 사용자가 웹 브라우저를 통해 웹 페이지를 요청합니다.
2. 패킷 분할(TCP): 데이터가 작은 패킷 단위로 나뉘어 전송됩니다.
3. 주소 지정(IP): 각 패킷에 출발지와 목적지 IP 주소가 부여됩니다.
4. 전송(Network Interface): 네트워크를 통해 패킷이 목적지로 전송됩니다.
5. 재조립 및 확인(TCP): 수신 측에서 패킷을 다시 조립하여 원본 데이터를 복원합니다.
6. 데이터 전달: 사용자에게 요청한 웹 페이지가 표시됩니다.

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7. TCP/IP의 주요 프로토콜

① HTTP/HTTPS

• 웹 브라우징을 위한 프로토콜.
• HTTPS는 암호화를 통해 보안을 강화.

 

② FTP(File Transfer Protocol)

• 파일을 전송하거나 다운로드할 때 사용.

 

③ SMTP/IMAP/POP3

• 이메일 송수신에 사용되는 프로토콜.
  • SMTP: 이메일 발송.
  • IMAP/POP3: 이메일 수신.

 

④ DNS(Domain Name System)

• 도메인 이름(예: google.com)을 IP 주소로 변환.

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8. TCP/IP의 장점과 단점

장점	단점
1. 표준화: 전 세계적으로 사용되는 통신 프로토콜. 2. 확장성: 다양한 네트워크 크기에 적합. 3. 유연성: 다양한 애플리케이션과 장치에서 사용 가능.	1. 복잡성: 초보자에게 이해하기 어려울 수 있음. 2. 속도 제한: 고속 네트워크에서 비효율적일 수 있음.

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9. TCP/IP의 활용 사례

1. 인터넷 사용: 웹 브라우저를 통해 웹 페이지를 탐색.
2. 파일 공유: FTP를 사용하여 대용량 파일 전송.
3. 이메일: SMTP, IMAP, POP3를 통해 이메일 송수신.
4. VoIP: TCP/IP를 기반으로 한 음성 통화(예: Skype, Zoom).

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TCP/IP는 인터넷과 네트워크 통신의 근간을 이루는 기술로, 데이터를 안정적이고 효율적으로 전송할 수 있도록 지원합니다. TCP와 IP가 각각 데이터를 신뢰성 있게 전송하고, 올바른 경로로 전달하는 역할을 하면서 우리가 매일 사용하는 디지털 서비스가 원활하게 작동합니다.

TCP/IP를 이해하면 네트워크 작동 원리와 인터넷 통신의 기본 개념을 명확히 알 수 있습니다.