[HTTP] 인터넷 네트워크

📌 인터넷 통신

인프런 김영한님 강의자료

클라이언트는 서버에게 요청(request)을 보내고, 서버는 클라이언트에 요청에 대한 응답(response)을 한다.

메세지를 전송할 때 복잡한 인터넷 망을 거치게 되는데, 메세지가 잘 전송되기 위해서는 일련의 규칙이 필요하다.

 

📌 IP(Internet Protocol)

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복잡한 인터넷을 거쳐 메세지를 잘 전송하기 위해서 각 클라이언트와 서버는 각각 IP 주소를 부여받는다.

이때 IP는 지정한 IP 주소에 데이터를 전달하고, 패킷이라는 통신 단위로 데이터를 전달하는 역할을 한다.

전송하려는 데이터에 출발지 IP, 목적지 IP 등의 정보를 더해 IP 패킷으로 만든다.

 

📌 IP의 한계

하지만 IP에는 한계점들이 있다.

• 비연결성 : 패킷이 받을 대상이 없거나, 서비스 불능 상태여도 전송이 이루어진다.
• 비신뢰성 : 인터넷에서 메세지를 전송하는 과정에서 패킷이 소실되어도 클라이언트는 모른다. 또한 패킷의 순서를 보장해주지 않는다.
• 프로그램 구분 : 같은 IP를 사용하는 서버에서 통신하는 애플리케이션이 둘 이상일 때 어떤 애플리케이션에 알맞는 패킷을 전달해야하는지 알 수가 없다.

 

📌 TCP(Transmission Control Protocol)

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TCP는 전송 계층의 프로토콜로 IP 패킷을 보완해주는 역할을 한다.

데이터("Hello, world!"라는 메세지)가 클라이언트에서 인터넷을 통해 전송되는 과정을 살펴보면

1. 프로그램이 메세지를 생성한다.
2. Socket 라이브러리를 통해 생성된 메세지를 OS 계층에 전달한다.
3. 전송 계층에서 TCP 정보를 생성해서 메세지를 감싼다.
4. 인터넷 계층에서 TCP 정보를 포함하는 IP 패킷을 생성하고 실제 물리적 장치 정보(e.g. MAC 주소)를 포함한 Ethernetframe을 씌운 후 전송한다.

 

✅ TCP/IP 패킷 정보

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TCP 정보에는 PORT, 전송제어, 순서 등이 포함되기 때문에 IP 패킷만으로 발생했던 한계점들을 해결할 수 있다!

 

✅ TCP 특징

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• 연결 지향 : 3 way handshake (가상 연결)
  
  • SYN : 접속 요청, ACK : 요청 수락
  • 세번의 메세지가 전송되고 나면 연결이 되었다고 생각하고(논리적 연결) 데이터를 전송한다.
  • 참고로 3번 ACK와 함께 데이터를 전송할 수 있다.

 

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• 데이터 전달 보증
  • 데이터를 받으면 서버에서 데이터를 받았다는 메세지를 클라이언트에게 전송한다.
  • 만약 클라이언트에서 데이터를 받았다는 메세지를 받지 못하면 데이터 전달이 이루어지지 않았다는 것을 알 수 있다.

 

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• 순서 보장
  • 서버는 패킷의 순서 정보를 전달 받는다.
  • 패킷의 순서가 잘못되면 순서가 잘못된 부분부터 재전송을 요청한다.

 

 

📌 UDP(User Datagram Protocol)

UDP는 보통 하얀 도화지에 비유한다. TCP와 같이 전송 계층의 프로토콜이지만 그와 달리 연결 지향, 데이터 전달 보증, 순서 보장 등의 기능이 없다. 하지만 단순하고 빠르다는 장점이 있다. UDP는 IP와 거의 같지만 PORT와 체크섬 기능 정도가 추가된 프로토콜이라고 보면 된다. 애플리케이션에서 추가 작업을 하면 기능을 확장할 수 있다.

 

📌 PORT

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한번에 여러 개의 서버와 통신하는 애플리케이션을 돌린다고 생각해보자. IP 패킷에는 도착지 IP 주소와 함께 출발지 IP주소도 보내기 때문에 클라이언트의 PC까지 도착하는데는 문제가 없지만 전달된 패킷이 어떤 애플리케이션으로 전달된 것인지는 구분할 수 없다. 

 

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PORT는 그림처럼 같은 IP내에서 프로세스를 구분할 수 있는 주소이다. IP 주소를 아파트라고 하면 PORT는 동, 호수라고 볼 수 있다. PORT 정보는 TCP를 통해 IP 패킷에 추가되어 전달된다.

 

PORT 중 0~1023은 잘 알려진 포트로, 사용하지 않는 것이 좋고 보통 0~65535를 할당해서 사용한다.

 

📌 DNS(Domain Name System)

 

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IP 주소는 기억하기 어렵고 변경될 수 있다. DNS는 도메인 명과 IP 주소를 매핑시켜주기 때문에 쉽게 IP주소에 접근할 수 있게 해준다.

 

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