⌨️2-3. 프로토콜이란
1. 프로토콜
프로토콜은 컴퓨터 네트워크에서 데이터 통신을 규정하는 규칙과 규약의 집합을 나타냅니다. 이는 네트워크 상에서 컴퓨터나 장치 간의 상호 작용과 데이터 교환을 가능케 하는 핵심적인 표준화된 방법입니다.
프로토콜은 네트워크에서 데이터를 어떻게 송수신할 것인지에 대한 규칙을 정의합니다. 이 규칙은 데이터의 형식, 전송 방법, 오류 처리, 보안 등을 포함하며, 서로 다른 시스템 간에 원활한 상호 작용을 보장합니다. 간단히 말해, 프로토콜은 네트워크에서 효율적이고 안정적인 데이터 교환을 위한 규정된 언어나 규칙 체계로 이해할 수 있습니다.
예를 들어, HTTP(Hypertext Transfer Protocol)는 웹 브라우저와 웹 서버 간의 데이터 전송을 위한 프로토콜입니다. 이는 웹페이지를 요청하고 전송하는 방법에 대한 규칙을 정의하여 웹 브라우저가 웹 서버에서 웹페이지를 받아올 수 있도록 합니다. 또한, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)는 인터넷에서 데이터를 전송하기 위한 기본 프로토콜로, 데이터의 분할, 전송, 재조립에 관한 규칙을 제공하여 안정적인 데이터 전송을 보장합니다.
프로토콜은 다양한 네트워크 서비스와 응용 프로그램에서 사용되며, 인터넷을 비롯한 여러 네트워크에서의 원활한 통신을 가능케 합니다. 이러한 표준화된 규칙들은 전 세계적으로 통용되어 서로 다른 시스템이나 기기 간의 상호 운용성을 보장하고, 안정적이고 효율적인 데이터 교환을 가능케 합니다.
컴퓨터 네트워크에서 사용되는 여러 프로토콜 중 일부는 다음과 같습니다
1. HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
웹 브라우저와 웹 서버 간의 데이터 전송을 위한 프로토콜로, 웹 페이지 요청과 응답을 처리합니다.
2. TCP (Transmission Control Protocol)
신뢰성 있는 데이터 전송을 제공하는 프로토콜로, 데이터의 세그먼트화, 흐름 제어, 오류 검출 및 복구 등을 담당합니다.
3. IP (Internet Protocol)
컴퓨터 네트워크에서 데이터 패킷의 전달과 라우팅을 담당하는 프로토콜입니다.
4. FTP (File Transfer Protocol)
파일 전송을 위한 프로토콜로, 파일의 업로드와 다운로드를 처리합니다.
이 외에도 DNS (Domain Name System), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security) 등 다양한 프로토콜이 있으며, 각각의 프로토콜은 특정한 목적과 기능을 갖고 있습니다.
2. 프로토콜의 분류 방식
프로토콜은 다양한 기준에 따라 분류될 수 있습니다. 주요한 분류 방식은 다음과 같습니다
1. 용도에 따른 분류
통신 프로토콜 (Communication Protocols): 네트워크 상에서 데이터를 주고받기 위한 규칙과 규약을 정의합니다. 예: TCP/IP, UDP, HTTP, FTP.
애플리케이션 프로토콜 (Application Protocols): 특정 응용 프로그램이나 서비스 간의 통신을 지원합니다. 예: SMTP, POP3, IMAP, HTTPS.
2. 전송 방식에 따른 분류
연결 지향 프로토콜 (Connection-Oriented Protocols): 데이터 전송 전에 연결을 설정하고, 신뢰성 있는 전송을 보장합니다. 예: TCP.
비연결 지향 프로토콜 (Connectionless Protocols): 연결 설정 없이 데이터를 전송합니다. 전송 후에 수신 여부를 확인하지 않습니다. 예: UDP.
3. 보안에 따른 분류
보안 프로토콜 (Secure Protocols): 데이터의 안전한 전송을 위해 암호화 기술을 사용하는 프로토콜입니다. 예: HTTPS (HTTP over SSL/TLS).
4. 구조에 따른 분류
텍스트 기반 프로토콜 (Text-Based Protocols): 데이터를 텍스트 형식으로 전송하는 프로토콜입니다. 예: HTTP, FTP.
바이너리 기반 프로토콜 (Binary-Based Protocols): 데이터를 이진 형식으로 전송하는 프로토콜입니다. 예: TCP, UDP.
5. 인터넷 계층에 따른 분류
응용 계층 프로토콜 (Application Layer Protocols): 사용자와 직접 상호 작용하는 응용 프로그램과 관련된 프로토콜입니다. 예: HTTP, FTP, SMTP.
전송 계층 프로토콜 (Transport Layer Protocols): 데이터의 전송과 오류 복구를 관리하는 프로토콜입니다. 예: TCP, UDP.
네트워크 계층 프로토콜 (Network Layer Protocols): 데이터의 라우팅과 패킷 전송을 관리하는 프로토콜입니다. 예: IP (Internet Protocol).
데이터 링크 계층 프로토콜 (Data Link Layer Protocols): 네트워크 장치 간의 직접 통신을 관리하는 프로토콜입니다. 예: Ethernet.
이러한 분류 방식은 프로토콜의 특성과 역할에 따라 정의되며, 각각의 프로토콜은 특정한 분야나 상황에서 효율적으로 사용됩니다.
3. 연결지향 프로토콜과 비연결지향 프로토콜
프로토콜을 전송 방식에 따라 구분한 것으로,연결 지향 프로토콜은 데이터 전송 전에 연결을 설정하고 신뢰성 있는 전송을 제공하는 반면, 비연결 지향 프로토콜은 연결 설정 없이 데이터를 전송하며 전송 후에 수신 여부를 확인하지 않습니다. TCP는 연결 지향 프로토콜의 대표적인 예시이고, UDP는 비연결 지향 프로토콜의 예시입니다.
연결지향 프로토콜 (Connection-Oriented Protocol):
연결지향 프로토콜은 데이터를 교환하기 전에 논리적인 연결을 설정하는 프로토콜입니다. 이러한 연결은 데이터를 안정적으로 전송하기 위해 사용되며, 신뢰성과 순서 보장을 제공합니다. 연결지향 프로토콜은 수신자와 송신자 간에 세션을 설정하고 유지하는 과정을 거칩니다.
연결지향 프로토콜은 데이터 전송을 위한 세 단계의 절차를 포함합니다. 첫째, 연결 설정 (Connection Establishment) 단계에서는 클라이언트와 서버 간에 연결을 설정하고 통신 가능한 상태로 만듭니다. 둘째, 데이터 전송 (Data Transfer) 단계에서는 실제 데이터를 전송하고, 수신자는 데이터의 순서를 유지하고 손실된 데이터를 복구합니다. 셋째, 연결 종료 (Connection Termination) 단계에서는 통신이 완료되면 연결을 종료합니다.
일반적으로 TCP (Transmission Control Protocol)가 연결성 프로토콜로 사용됩니다. TCP는 신뢰성과 순서 보장을 위해 패킷을 확인하고, 손실된 패킷을 재전송하며, 수신자와 송신자 간의 흐름 제어를 관리합니다.
비연결지향 프로토콜 (Connectionless Protocol)
비연결지향 프로토콜은 데이터를 교환할 때 미리 연결을 설정하지 않고 직접 데이터를 보내는 프로토콜입니다. 이는 각각의 데이터 패킷이 독립적으로 처리되는 방식입니다. 비연결지향 프로토콜은 데이터를 전송할 때 추가적인 오버헤드가 없어 빠르고 경제적입니다. 그러나 데이터의 신뢰성이나 순서 보장은 프로토콜 자체에서 보장하지 않습니다.
UDP (User Datagram Protocol)는 가장 흔히 사용되는 비연결성 프로토콜입니다. UDP는 IP 기반의 프로토콜로, 패킷을 단순히 보내고 받는 역할을 합니다. 데이터 패킷은 서로 독립적으로 처리되므로 순서가 보장되지 않고, 손실된 패킷은 재전송되지 않습니다. 따라서 UDP는 실시간 스트리밍, DNS (Domain Name System) 조회 등에서 사용됩니다.
연결지향 프로토콜과 비연결지향 프로토콜은 서로 다른 통신 요구 사항에 맞게 선택되고 사용됩니다. 연결지향 프로토콜은 신뢰성이 중요한 애플리케이션 (예: 파일 전송, 이메일)에 적합하며, 비연결지향 프로토콜은 신속한 데이터 전송이 우선되는 애플리케이션 (예: 실시간 음성 및 영상 스트리밍)에 적합합니다.
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