[Network] 프로토콜(Protocol)이란? (What is a protocol?)

Protocol 📃

 

Protocol의 사전적 의미는 "여러 컴퓨터나 단말기 사이에서 데이터 통신을 원활하게 하기 위해 필요한 통신 규약" 이다.

 

즉, 통신 프로토콜이 바로 프로토콜과 같은 의미이다.

 

통신 프로토콜은 쉽게 말해 통신을 하기 위한 약속이라고 이해하면 된다.

---

구성 🔗

 

프로토콜은 물리적 측면과 논리적 측면 이렇게 2가지로 이루어져 있다.

 

물리적 측면

 

물리적 측면은 말 그대로 물리적인 기기의 어떤 것을 의미한다.

 

실제 어떤 장비로 데이터를 보낼 것이며, 어떤 단자를 사용할 것이며, 회선의 규격은 어느 정도로 설정할지가 여기에 포함된다.

 

논리적 측면

 

논리적 측면은 물리적인 것이 아닌 데이터를 보낼 때 논리적인 방식을 의미한다.

 

데이터를 어떤 식으로 표현할 것이며, 어떤 형식 단위로 데이터를 전송할 것이며, 전송하는 절차를 어떻게 할 것인지가 여기에 포함된다.

 

논리적인 측면의 프로토콜은 폐쇄적인가 공개적인가에 따라 또 2가지로 나눌 수 있다.

 

폐쇄적인 프로토콜은 말 그대로 어떠한 규격을 공개하지 않아 위협에 상대적으로 안전하여 자사의 장치들끼리 통신할 때 사용된다.

 

공개적인 프로토콜은 실제 여러 컴퓨터나 장치에 쓰이는 프로토콜을 의미하고, 정보가 공개되어 있기 때문에 위협에 취약한 편이다.

---

기본 요소 📚

 

프로토콜 즉, 통신하기 위한 약속은 어떤 것이 기본적으로 들어가야 할까?

 

프로토콜을 정의하기 위해선 구문, 의미, 타이밍 이렇게 3가지 기본 요소가 필요하다.

 

구문

 

다른 매체와 어떤 단위로, 어떤 형식으로, 어떤 신호를 보낼지를 결정해야 한다.

 

이것을 바로 구문(Syntax)을 정해서 통신하기 전 미리 정의하는 것이 필요하다.

 

의미

 

다른 매체와 통신하기 위해선 각 매체에서 이해할 수 있도록 결정해야 할 것이다.

 

오류가 발생했을 때 어떤 식으로 제어할 것인지, 데이터의 속도가 한 쪽이 너무 빠를 때 어떤 식으로 흐름을 제어할 것인지 등

 

제어를 통해 원활한 소통을 할 수 있도록 해야 한다.

 

타이밍

 

위에서 어떤 형식으로 어떻게 데이터를 제어할 것인지를 정했다면 데이터를 어떤 순서로, 어떤 속도로 전송할 것인지를 정해야 한다.

 

즉, "~~ 데이터를 ~ 순서로 ~ 속도로 보낼 거야. 만약 오류가 발생했을 땐 ~ 제어해줘!" 가 프로토콜의 기본 요소이다.

---

기능 ⛏

 

위 프로토콜 기본 요소를 통해 필수적인 요소를 간단하게 설명했다.

 

하지만 프로토콜 모든 기능에 비하면, 기본 요소는 정말 말 그대로 기본적인 것 뿐이다.

 

그렇다면 프로토콜은 또 어떤 기능을 가질까?

 

(단어가 좀 어려운 거 같아서 쉽게 설명하겠다.)

 

1. 쪼개고 조합하기 (세분화와 재합성)

 

데이터의 용량이 매우 큰 경우 한번에 보낼 수 없는 상황이 발생한다.

 

이 때 데이터를 전송하기 전 데이터를 보내는 쪽은 특정 단위로 쪼개서 데이터를 보내야 하며,

 

데이터를 받는 쪽은 쪼개진 데이터를 조합하여야 한다.

 

2. 요약하기 (캡슐화)

 

데이터가 어떤 주소를 가지고 있고, 오류는 어떻게 제어하고, 어떤 형식으로 보내는지 등에 대한 정보를 요약하여 가지고 있어야 한다.

 

3. 연결할지 말지 정하기 (연결 제어)

 

데이터를 주고 받는 시스템을 연결하여 안전하게 데이터를 전송하는 방법이 있고,

 

연결하지 않고 받든 말든 상관없이 빠르게 데이터를 전송하는 방법이 있는데 이러한 2가지 방법 중 하나를 결정해야 한다.

 

4. 오류 발견하고 대비하기 (오류 제어)

 

데이터를 주고 받는 과정에서 오류가 발생했다면 이것을 확인할 수 있어야 하고, 해당 오류를 수정하고 손실되지 않도록 대비해야 한다.

 

5. 속도 조절하기 (흐름 제어)

 

데이터를 주고 받을 때 한 쪽에서 너무 빠르게 데이터를 보내지 않도록 속도를 조절해야 한다.

 

6. 순서 정하기 (순서 제어)

 

데이터를 어느 순서로 보낼지를 결정해야 하며, 이러한 순서는 오류가 발생했을 때 어느 지점에서 발생했는지 쉽게 확인할 수 있도록 한다.

 

7.  같은 상태 유지하기 (동기화)

 

데이터를 보내는 쪽과 데이터를 받는 쪽 둘 다 시작하는 시간, 검사하는 시간, 어떤 데이터 종류를 가지고 있는지 등 같은 상태를 유지해야 한다.

 

8. 주소 정하기 (주소 설정)

 

데이터를 어느 주소에서 보낼건지 , 받는 쪽이 어느 주소에서 받을 건지를 정하여 데이터를 정확하게 전달하여야 한다.

 

9. 여러 명이 사용할 수 있게 하기 (다중화)

 

여러 사용자들이 동시에 사용할 수 있도록 해야 한다.

---

대표적인 예 😎

 

위에서 프로토콜이 어떤 것이고 어떤 기능이 있는지 설명했다.

 

그렇다면 이제 실제로 어떤 프로토콜이 있고, 어디에 사용되는지 알아보자.

 

1. HTTP(HyperText Transfer Protocol)

 

프로그래밍을 한 사람이라면 누구나 한 번쯤은 들어봤을 법한 HTTP이다.

 

웹(응용 계층) 상에서 하이퍼텍스트(HTML)를 통해 전송하는 규약을 의미한다.

 

2. FTP(File Transfer Protocol)

 

응용 계층에서 파일을 주고 받기 위한 규약이다.

 

3. SSL(Secure Socket Layer)

 

표현 계층의 네트워크의 인증, 암호화 등의 규약을 의미한다.

 

4. TCP(Transmission Control Protocol)

 

전송 계층에서 정보 전달을 안전하게 할 수 있도록 하는 규약을 의미한다.

 

5. UDP(User Datagram Protocol)

 

전송 계층에서 보다 빠르게 데이터를 주고 받을 수 있도록 하는 규약을 의미한다.

 

6. IP(Internet Protocol)

 

네트워크 계층에서 호스트의 주소 지정과 패킷을 분할하고 조립하는 규약을 의미한다.