[Network] Protocol

프로토콜의 개념

• 프로토콜(Protocol)은 본래 외교에서 사용되는 의례 또는 의정서를 의미한다.
• 톰 마릴은 이를 "컴퓨터와 컴퓨터 사이에서 메시지를 전달하는 과정"으로 정의했다.
• 예시: 통역원을 통해 영어로 소통하는 두 대통령처럼, 서로 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 일종의 공통 언어나 규칙이 필요함을 의미한다.

 

프로토콜의 3요소

프로토콜은 데이터 통신을 위해 다음 세 가지 요소를 포함한다.

• 구문(Syntax): 데이터의 구조나 포맷을 정의한다. 데이터가 어떤 형식으로 구성되어 있는지, 예를 들어 헤더, 푸터, 데이터 부분 등이 어떻게 배치되는지를 규정한다.
• 의미(Semantics): 전송되는 데이터의 각 부분이 무엇을 뜻하는지를 미리 정해둔 규칙이다. 단순히 데이터의 의미뿐만 아니라 오류 제어, 동기 제어, 흐름 제어 등을 포함하여 데이터를 어떻게 처리하고 응답할지 등을 명시한다.
• 순서(Timing): 어떤 데이터를 보낼 것인지와 얼마나 빠르게 데이터를 보낼 것인지를 정의한다. 데이터 전송 시점, 전송 속도, 순서 등에 대한 제어를 담당한다.

 

프로토콜의 기능

프로토콜은 효율적이고 신뢰성 있는 데이터 통신을 위해 다양한 기능을 수행한다.

• 주소 설정(Addressing)
  • 서로 다른 시스템의 두 개체가 통신을 하는 경우 필요하다. 데이터가 정확한 목적지에 도달하도록 주소를 부여하는 기능이다.
• 순서 제어(Sequence Control)
  • 프로토콜 데이터 단위를 전송할 때 보내는 순서를 명시한다.
  • 주로 연결 지향형(Connection-Oriented) 통신에서 사용되며, 데이터의 순서가 뒤바뀌지 않도록 보장한다.
• 단편화 및 재조합(Fragmentation & Reassembly)
  • 대용량 파일을 전송할 때 전송 효율을 높이기 위해 작은 단위로 나누어 전송(단편화)한 뒤, 전송받은 시스템에서 이를 다시 하나로 합치는(재조합) 기능이다.
• 캡슐화(Encapsulation)
  • 데이터 제어 정보를 덧붙이는 것이다. 각 계층에서 데이터에 필요한 헤더나 트레일러 같은 정보를 추가하여 다음 계층으로 전달한다.
• 연결 제어(Connection Control)
  • 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제에 대한 통제를 수행한다. 통신을 시작하고 유지하며 종료하는 전 과정을 관리한다.
• 흐름 제어(Flow Control)
  • 송신측 개체로부터 오는 데이터의 양이나 속도를 조절하는 기능이다.
  • 송신측과 수신측의 속도 차이 등으로 인한 정보 유실을 방지한다.
• 오류 제어(Error Control)
  • 두 개체에서 데이터를 교환할 때 SDU(Service Data Unit)나 PCI(Protocol Control Information)가 잘못되었을 경우 이를 발견하고 처리하는 기법이다.
  • 순서를 검사하거나 특정 시간 안에 받지 못하면 재전송을 요구하는 방식으로 이루어진다.
• 동기화(Synchronization)
  • 두 개체 간에 데이터를 전송할 때 각 개체가 특정 타이머 값이나 윈도우 크기 등을 통해 동시에 정의된 인자 값을 공유하는 것이다.
• 다중화(Multiplexing)
  • 통신 선로 하나에서 여러 시스템을 동시에 통신할 수 있는 기법이다.
• 전송 서비스(Transmission Service)
  • 우선순위 결정, 서비스 등급, 보안 요구 등을 제어하는 서비스이다.

 

출처

• 양대일, 홍성혁, IT@CookBook,네트워크 해킹과 보안(4판)