TCP/IP 프로토콜은 인터넷에 연결된 컴퓨터 간의 통신이 가능하도록 표준화한 통신 프로토콜입니다.
TCP/IP 프로토콜은 다음과 같은 4개의 계층으로 나눌 수 있습니다.
각 계층을 살펴보면서 인터넷이 어떻게 흘러가는지 알아보도록 하겠습니다.
Network Access Layer는 OSI 7 계층의 Physical Layer와 Data Link Layer에 해당합니다.
Physical Layer는 데이터를 시그널로 변환하거나 시그널을 데이터로 복원합니다.
Data Link Layer는 오류 없이 프레임을 전달하는 역할을 합니다.
프레임은 Data Link Layer에서 사용하는 논리적 단위입니다.
가장 많이 사용하는 기술은 이더넷으로 네트워크에 연결된 각 장치들은 고유의 MAC주소를 가지고 있습니다.
이 MAC주소를 통해 장치들이 상호작용할 수 있도록 만든 기술입니다.
이더넷은 매체 접근 제어기법으로 CSMA/CD 방식을 사용합니다.
CSMA/CD 방식은 다른 컴퓨터가 케이블을 사용하고 있지 않으면 프레임을 전송하고 사용하고 있으면 잠시 기다린 뒤 재전송합니다.
프레임이 전송중에 다른 프레임의 전송을 감지하면 전송을 중단하고 Jam 신호를 보냅니다.
그 후 지수 백오프 알고리즘을 통해 랜덤 한 시간만큼 기다린 뒤 데이터를 재전송합니다.
최근 대부분의 네트워크는 스위치를 사용하여 네트워크 충돌이 일어나지 않으므로 CSMA/CD 방식은 사용하지 않습니다.
스위치는 수신지의 MAC 주소를 보고 어떤 포트로 보낼지 결정하는 장치입니다.
송신지에서 보낸 프레임은 스위치를 통해 수신지로 전달됩니다.
스위치에는 MAC 주소와 포트가 등록된 MAC 주소 테이블이 존재합니다.
스위치는 MAC 주소 테이블을 보고 수신지의 MAC 주소를 확인하여 알맞은 포트로 프레임을 전달하게 됩니다.
그런데 수신지의 MAC 주소가 테이블에 등록되어 있지 않으면 어떻게 될까요?
이런 상황이 발생하면 스위치는 프레임이 수신된 포트를 제외한 모든 포트로 프레임을 전송하는 플러딩이 일어납니다.
수신지에서 응답이 오면 수신지의 MAC 주소와 포트를 MAC주소 테이블에 등록시킵니다. 수신지가 아닌 포트로 전송된 프레임은 폐기됩니다.
또한 송신지에서 프레임을 스위치로 보냈을 때 MAC 주소 테이블에 송신지의 MAC 주소와 포트가 등록되어 있지 않으면 송신지의 MAC 주소와 포트도 테이블에 등록됩니다.
Data Link Layer의 동작은 같은 네트워크 내에서만 이루어집니다. 즉 인터넷으로 데이터를 전송할 수 없습니다.
서로 다른 네트워크 간의 통신을 가능하게 해주는 동작은 네트워크 계층에서 이루어집니다.
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