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통신 프로토콜의 개념

통신 프로토콜

정의

서로 다른 기기들 간의 데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있도록 표준화시켜 놓은 통신 규약

기본 요소

구문(Syntax), 의미(Semantics), 시간(Timing)

기능

단편화, 재결합, 캡슐화, 흐름 제어, 오류 제어, 동기화, 순서 제어, 주소 지정, 다중화, 경로 제어, 전송 서비스(우선순위, 서비스 등급, 보안성)

캡슐화 할 때 제어 정보에 포함되는 것

송수신지 주소, 오류 검출 코드, 프로토콜 제어 정보

흐름 제어(Flow Control)

통신망 내의 원활한 흐름을 위해 송수신측 사이에 전송되는 패킷의 양이나 속도를 규제하는 기능

   
정지-대기
(Stop-and-Wait)
 - 수신측의 확인 신호(ACK)를 받은 후에 다음 패킷을 전송하는 방식
 - 한 번에 하나의 패킷만을 전송할 수 있음
슬라이딩 윈도우
(Sliding Window)
 - 수신측의 확인 신호를 받지 않더라도 미리 정해진 패킷의 수만큼 연속적으로 전송하는 방식
 - 한 번에 여러 개의 패킷을 전송할 수 있어 전송 효율이 좋음
 - 윈도우 크기(Window Size) : 수신측의 확인 신호(ACK) 없이도 전송할 수 있는 패킷의 개수로, 상황에 따라 변함

OSI 참조 모델

다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제 표준화 기구)에서 제안한 통신 규약(Protocol)

OSI 7 계층

하위 계층(물리 계층 → 데이터 링크 계층 → 네트워크 계층)

 → 상위 계층(전송 계층 → 세션 계층 → 표현 계층 → 응용 계층)

   
물리 계층
(Physical Layer)
 전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 등 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성을 정의
데이터 링크 계층
(Data Link Layer)
 - 두 개의 인접한 개방 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 함
 - 흐름 제어, 프레임 동기, 오류 제어, 순서 제어
네트워크 계층
(Network Layer, 망 계층)
 - 개방 시스템들 간의 네트워크 연결 관리(네트워크 연결을 설정, 유지, 해제), 데이터의 교환 및 중계
 - 경로 설정(Routing), 트래픽 제어, 패킷 정보 전송
전송 계층
(Transport Layer)
 - 종단 시스템(End-to-End) 간에 투명한 데이터 전송을 가능하게 함
 - 전송 연결 설정, 데이터 전송, 전송 연결 해제 기능
 - 주소 설정, 다중화, 에러 제어, 흐름 제어
세션 계층
(Session Layer)
 - 송 · 수신측 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당
 - 대화(회화) 구성 및 동기 제어, 데이터 교환 관리 기능
 - 체크점(=동기점) : 오류가 있는 데이터의 회복을 위해 사용하는 것으로 소동기점과 대동기점이 있음
표현 계층
(Presentation Layer)
 - 응용 계층으로부터 받은 데이터를 세션 계층에 맞게, 세션 계층에서 받은 데이터는 응용 계층에 맞게 변화하는 기능
 - 코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색, 정보 형식(포맷) 변환, 문맥 관리 기능
응용 계층
(Application Layer)
 사용자(응용 프로그램)가 OSI 환경에 접근할 수 있도록 서비스를 제공

X.25

  • 패킷 교환망을 통한 DCE와 DTE 간의 인터페이스 제공
  • ITU-T에서 제정한 국제 표준 프로토콜로, 우수한 호환성을 가짐
  • 신뢰성과 효율성이 높고, 전송 품질이 우수

X.25의 계층 구조

물리 계층, 프레임 계층, 패킷 계층

LAPB

HDLC의 원리를 이용한 비트 중심의 프로토콜로, X.25의 2계층에서 사용

프레임 릴레이

기존의 X.25가 갖는 오버 헤드를 제거하여 고속 데이터 통신에 적합하도록 개선한 프로토콜

패킷 교환을 위한 수행 절차

호 설정 → 데이터 전송 → 호 해제

TCP/IP

UNIX의 기본 프로토콜로 사용되었고, 현재 인터넷 표준 프로토콜임

TCP/IP의 계층

   
응용 계층  - 응용 프로그램 간의 데이터 송 · 수신 제공
 - TELNET, FTP, SMTP, HTTP 등
전송 계층  - 호스트들 간의 신뢰성 있는 통신 제공
 - TCP, UDP
인터넷 계층  - 데이터 전송을 위한 주소 지정, 경로 설정
 - IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP 등
링크 계층  - 실제 데이터(프레임)를 송 · 수신하는 역할
 - Ethernet, IEEE 802, HDLC, X.25, RS-232C 등

주요 프로토콜

   
TCP  - OSI 7 계층의 트랜스포트 계층에 해당
 - 신뢰성 있는 연결형 서비스 제공
 - 패킷의 다중화, 재순서화, 오류 제어, 흐름 제어 기능
IP  - OSI 7 계층의 네트워크 계층에 해당
 - 데이터그램을 기반으로 하는 비연결형 서비스 제공
 - 패킷의 분해/조립, 주소 지정, 경로 선택 기능
ICMP  IP와 조합하여 통신 중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로 변경 등을 위한 제어 메시지를 관리하는 역할을 함
ARP  호스트의 IP 주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속 장치의 물리적 주소(MAC Address)로 변환
RARP  물리적 주소를 IP 주소로 변환

표준안 제정 기관

제표준화기구(ISO), 국제전기통신연합(ITU), 국제전기표준협회(IEC), 미국표준기구(ANSI), 전자공업협회(EIA), 전기전자기술자협회(IEEE)가 있음

주요 ITU-T 권고 시리즈

   
I 시리즈  ISDN에 관한 권고
X 시리즈  공중 데이터망(PSDN)을 통한 데이터 전송에 관한 권고
V 시리즈  공중 전화망(PSTN)을 통한 데이터 전송에 관한 권고
T 시리즈  텔레마틱 서비스를 위한 단말 장치와 프로토콜에 관한 권고

 

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