2. 프로토콜의 이해

프로토콜의 주요 요소 및 기능

 

■ 프로토콜이란?

데이터 통신에 있어서 신뢰성 있고 효율적이고 안전하게 정보를 주고받기 위해서 정보의 송수신측 또는 네트워크 내에서 사전에 약속된 규약 또는 규범

 

 

■ 프로토콜의 주요 요소

요소	비	정의	예시
구문 (Syntax)	[무엇을] 누구에게 보낼까?	 데이터의 형식(Format), 부호화(Coding), 신호 레벨(Signal Levels) 정의  데이터 구조와 순서에 대한 표현	어떤 프로토콜에서 데이터의 처음 8비트는 송신지 의 주소를 나타내고, 다음 8비트는 수신지의 주소 를 나타냄
의미 (Semantics)	[어떻게] 보낼래?	 해당 패턴에 대한 해석과, 그 해석에 따른 전송 제어, 오류수정 등에 관한 제어정보를 규정	주소부분 데이터는 메시지가 전달될 경로 혹은 최종 목적지를 나타냄
타이밍 (Timing)	[언제] 어느 타이밍에 보낼까?	 두 객체간의 통신 속도 조정  메시지의 전송 시간 및 순서 등에 대한 특성	송신자가 데이터를 10Mbps의 속도로 전송하고 수신자가 1Mbps의 속도로 처리를 하는 경우 타이밍이 맞지 않아 데이터 유실이 발생할 수 있음

 구문 : 송수신자의 정보가 담기듯, 데이터의 구조 안을 어떻게 채울래?

 의미 : 데이터 보내면 잘 읽어줄 수 있게 내 데이터 패턴을 알려줄게! 그리고 전송은 이런 방식이야! 오류가 나면 이렇게 처리하면 돼! 와 같은 여러가지 규칙들 (어떻게 이것을 보낼 건지, 어떠한 표현으로 보낼 수 있는지, 어떻게 의미를 해석할수 있는지)

 타이밍 : 속도는 어떻게 할래? 너 느리네? 내가 맞춰줄게! 그러면 데이터가 유실되지 않겠지? (이거를 언제 보내고, 어디가 시작인지 어디가 끝인지, 어느만큼인지)

 

 

■ 프로토콜의 기능

 프로토콜은 여러 가지 복합적인 기능의 조합으로 이루어짐

 모든 프로토콜에 모든 기능이 다 있는 것은 아니며, 경우에 따라서는 몇 가지 같은 기능이 다른 계층의 프로토콜에서 나타나기도 함

 

1. 단편화와 재결합 (Fragmentation and Assembly)

프로토콜 기능의 종류	정의	예시
단편화	응용 계층의 연속적인 비트 스트림(bit stream) 메시지(Message)를 하위 계층에서는 작은 블록으로 나눔	메시지 → 패킷(Packet) → 프레임(Frame) → 비트 단위로 전송 (비트스트림이라고 부름)
재결합	단편화 된 데이터를 받아 다시 하나로 합치는 기능

 단편화 : 큰 블럭을 나눈다라고 생각하자. 데이터 쪼개기!

 재결합 : 나뉜 블럭을 재조립!

 

2. 연결제어 (Connection control)

연결제어 종류	정의	예시
비연결형 데이터 전송 (Connectionless data transfer)	데이터를 송수신하는 개체 간에 논리적인 연결 없이 데이터를 전송	데이터 그램(Datagram)
연결형 데이터 전송 (Connection-oriented data transfer)	데이터를 송수신하는 개체간에 논리적 연결을 맺은 후 데이터를 전송	가상 회선(Virtual circuit)

*비연결 : 이렇게 이렇게 가야한다는 논리적 설정 없이 목적지까지 가렴!

*연결 : 어떻게 가야 한다라고 가상의 연결 설정을 지향! 논리적 연결을 맺은 후 데이터 전송. 이쪽 길이 효율적이고 안정적이니 이쪽으로 가렴! 

 

3. 흐름제어 (Flow control)

 송신측 개체간의 데이터 양이나 속도를 조절하는 기능

 송신측과 수신측의 속도차이나 네트워크 내부 문제 등으로 인한 정보 유실 방지

종류	정의
정지-대기(Stop-and-Wait) 흐름 제어	수신측의 확인 신호(ACK)를 받기 전에 데이터를 전송하지 않음
슬라이딩 윈도우(Sliding window) 기법	확인 신호를 수신하기 전에 데이터의 양을 미리 정해주는 기법

*정지-대기 : 하나 보내고 확인, 멈췄다가 다시 하나 보내고 확인

*슬라이딩 윈도우 : 받는 사람이 "나 이만큼 양만 받을래!" 하면 보내는 사람이 "그만큼 공간이 있구나! 맞춰서 보내줄게!"

 

4. 에러제어 (Error control)

 정보 전송 시 채널이나 네트워크 요소의 불완전성 으로 데이터나 제어 정보가 파손되는 경우에 대비 하는 기법

 프레임의 순서를 검사하여 오류를 찾고, 프로토콜 데이터 단위를 재전송

 안전하게 보내는 방식, 데이터가 파손되는 경우에 대비해

  프레임의 순서를 검사, 오류를 찾아줌, 프로토콜 데이터 단위별로 재전송할 수 있게 해줌

종류	정의
패리티 검사 코드 방식(Parity Bit Check)	패리티 비트의 이상 유무를 검출
순환 잉여도 검사(Cyclic Redundancy Check / CRC)	다항식 코드를 이용하여 오류 검출

*패리티 검사 : 한 비트에 패리티라고 하는 추가 비트를 포함하여 8비트를 사용하는 방

*순환 잉여도 검사 : 오류가 검출되면 송신자 측에 다시 재전송을 요구하는 방식

 

5. 동기화 (Synchronization)

 두 개체 사이에 정보를 송수신할 때 초기화 상태, 종료 상태 등의 동기를 맞추는 것

 송수신 시, 시작점or 끝점, 언제가 마지막인지 서로가 알 수 있게 맞춘 상태

 예시 : 송수신 간에 서로 한 비트의 시간 길이가 다르면 전송된 신호를 유효한 정보로 변환할 수 없음

 

6. 순서화 (Sequencing)

 데이터를 단편화하여 전송할 때 데이터들이 올바른 순서로 전송되기 위하여 필요한 기능

 연결 중심의 데이터 전송에만 사용

 예시 : HDLC의 FCS(Frame Check Sequence)필드 : 프레임 순서 검사

*HDLC : 데이터 링크에서 사용하는 프로토콜

*FCS : HDLC 마지막 부분을 말함. 여기에 프레임 순서를 검사해

 

7. 다중화(Multiplexing)

 하나의 통신로를 여러 개로 나누거나 회선 여러 개를 하나의 통신로로 변환시켜 다수의 가입자가 동시에 사용할 수 있도록 하는 기능

 

8. 주소 설정(Addressing)

 주소 설정은 발생지, 목적지 등의 주소를 명기하여 데이터를 명확하게 전달하는 기능

 

 

■ 프로토콜의 구성

 프로토콜의 계층화 :  상위계층과 하위계층으로 분리된 계층상에서 인접 계층간의 서비스의 이동

 계층적 독립성 : 한 계층의 내부적인 변화가 다른 계층의 변화에 영향을 주지 않음 (계층별로 독립적인 서비스를 운영하기 때문)               

	정의	예시
상위 계층	사용자가 통신을 쉽게 이용할 수 있도록 도와주는 역할	EDI, FTP 등
하위 계층	실제 통신의 효율적이고 정확한 전송을 담당하는 역할	OSI, SNA, TCP/IP

 

 

 

 

 

네트워크 프로토콜의 종류

 

■ 네트워크 프로토콜의 구성

 네트워크 구조를 결정하는 네트워크 프로토콜은 일반적으로 계층구조(상위,하)를 갖고 있음

 상위계층과 하위계층으로 분리된 계층상에서 인접한 계층 간 서비스의 이동을 나타냄

 한 계층의 내부적인 변화가 다른 계층에 영향을 주지 않도록 계층 간 독립성이 보장됨

 예시 : OSI, SNA, TCP/IP 등

 

1. OSI(Open Systems Interconnection)

 서로 다른 종류의 정보처리 시스템 간을 접속하여 상호 간의 정보교환과 데이터 처리를 위해 국제적 으로 표준화된 네트워크 구조

 국제 표준화 기구(ISO)에서 제정한 국제적 표준화 망 구조

 상호 운용성을 확립하는 기반으로 개발됨

 상이한 하드웨어, 상이한 운영OS들이 갖는, 기기들 간의 접속을 교환하고 데이터, 정보를 교환할 수 있도록 

 

 

2. SNA(System Network Architecture)

 이 기종 컴퓨터 간에 정보를 교환하고 처리할 수 있도록 IBM사가 개발, 발표한 컴퓨터 통신망 구조와 체계

 한마디로 IBM 자사를 위한 계층이다. 호환성이 낮다. 위의 OSI와 호환이 안된다.

 

 

3. TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

 컴퓨터 간의 통신을 위해 미국 국방부에서 개발한 프로토콜

 TCP와 IP를 조합, 4계층으로 구성한 것으로 현재 인터넷에서 사용됨

 RFC(Request For Comments) 형태로 공개

▲위 표는 OSI와 TCP/IP를 비교한 것이다. 서로 비슷한 역할로 묶은 것이다.

 

 

 

표준기구 및 표준안

■ 국제표준화 기구의 표준정의

최적한 사회이익의 증진을 목적으로 해서 과학기술 및 경험의 종합적 결론이나 이해 관계자의 협력과 모든 의견, 대다수의 승인에 의해서 작성된 기술 사양서 또는 그 외의 문서이고 국가, 지역 또는 국제 레벨에서 인정된 단체에 의해서 승인된 것

 

■ 표준이란

 정확하고 효율적인 통신을 위해서는 여러 가지 동기화해야 할 요인이 많기 때문에 네트워크의 노드 간에 여러 가지 조정이 필요함

 데이터 통신에는 다양한 표준이 존재함

 표준은 국내 및 국제 간 데이터 및 전기통신 기술의 상호 연동성을 보장하기 위해 필수적

 

■ 표준화 절차

단계		설명	기능
1	기초와 기반 연구	프로토콜에 아이디어를 제안하고 이론 적, 실험적으로 입증하는 단계	연구 개발
2	표준 제정	제안된 표준 초안을 근거로 합의점을 도출하는 단계	의견 조정
3	표준 구현	합의된 제품에서 표준을 구현하는 단계	연구 개발
4	표준 시험
5	표준 수정과 보완, 폐기	표준을 수정, 보완, 폐기하는 단계	의견 조정

 

■ 표준의 종류

*공식 표준화 기구 : 국제기구, 국가기구, 국가의 지역표준 기구에서 만들어진 표준을 말함.

*사실 표준화 기구 : 이해에 의한 (통신업체, 방송장비업체 등), 통신의 이해요소들로 구성된 집단들에 의해 만들어진 표준

업계의 실질적인 표준

 

■ 국제표준기구(ISO) : International Standards Organization

 1947년 2월에 창설, 비정구 기구

 현재 163개국의 국가표준단체로 구성

 전세계의 표준화 및 관련 활동의 개발을 촉진

 1987년 이후 정보기술 분야 표준인 경우 IEC와 공동으로 표준안을 만들고 있음

 한가지 일보단, 다른 표준기구와 협약을 해서, 공동적인 표준안을 만듬. 즉, 멀티미디어 표준안을 제시함.

 

■ OSI(Open Systems Interconnection)

 ISO가 만든 컴퓨터 통신 분야의 가장 대표적인 표준

 다른 기종간의 상호접속을 가능케 하는 표준 개방형 통신망에 대한 제반 사항을 규정

 네트워크를 위한 7계층의 참조 모델을 정의

 각 계층마다 기능을 정의하여 서로 독립적 운용

 

■ 국제전기통신 표준화 부문(ITU-T)

 International Telecommunication UnionTelecommunication standardization sector

 1956년에 창설된 CCITT(Consultative Committee on International Telegraphy And Telephone)의 후신

 현재 193개의 회원국이 있으며, 우리나라는1952년 가입

 전기 통신에 관련된 국제 협약, 표준 제정을 목적

 전화전송, 전화교환, 신호방법, 잡음 등에 관한 여러 표준 제정

 

■ ITU-T 권고안(Recommendations)

 A, B, C, X, Z등의 권고 번호를 붙여서 발표

 V시리즈: 전화선, 전신선 등을 통한 데이터 전송에 대한 권고안

 X시리즈: 교환기가 있는 공중 통신망(Public Data Network)을 통한 데이터 전송에 대한 권고안

 

■ 전기전자공학자협회(IEEE) : Institute of Electrical and Electronics Engineers (아이-트리플-이 라고 읽는다.)

 1963년에 미국 전기 학회(AIEE)와 무선 학회(IRE)의 합병으로 생긴 학회

 세계 최대의 전기, 전자, 전기 통신, 컴퓨터 분야의 전문가 단체

 기술 논문의 발표와 토의를 위한 회의의 개최, 기관지와 논문지 발간, 표준화 추진, 정보 서비스 제공 등의 활동

 

■ IEEE의802 표준안

 현재 널리 사용되고 있는 LAN 관련 권고 표준안

 IEEE 표준은 국제 표준으로 채택되거나 바탕이 되기도 함

 

■ 전자산업협회(EIA) : Electronic Industries Association

 미국의 전자 기기 제조업체를 대표하는 업계 단체

 1924년에 RMA(Radio Manufacturers Association)로 창설, 1957년에 EIA로 개칭

 정보통신 분야로 일반적 전기 특성, 데이터통신, 수치 제어 등에 관한 표준 제정

 RS-232C : 단말 장치와 모뎀 간의 인터페이스를 규정 (현재 ANSI/EIA-232D로 개정)

 인터페이스 접속 규격을 표준화함

 

■ EIA-232D

 EIA가 RS-232B의 개정판으로 1969년에 발표하고 1981년에 개선하여 승인한 규격

 현재에는 대부분의 PC와 주변기기, 대형 컴퓨터와의 연결에도 이를 사용함

 

■ IETF : Internet Engineering Task Force

 1986년에 설립된 IAB(Internet Architecture Board) 산하의 조사위원회

 인터넷의 운영, 관리 및 기술적 쟁점 등에 대한 해결을 목적

 주제별로 나누어진 8개의 Area, 120여 개의 Working Group으로 구성

 RFC(Request For Comments)의 출판을 담당

 

■ RFC(Request For Comments)

 IETF에서 발표하는 인터넷 기술과 관련된 공식 기술 문서

 인터넷 표준, 사양, 프로토콜, 단체들의 통보, 개인적 의견에 관한 정보 제공

 RFC문서로 등록 시 규약에 따라 번호가 붙여짐 (최근에는 8,000개의 RFC 발행됨)

 Proposed Standard, Draft Standard, Standard의 세 단계를 거치면서 표준화 과정 진행

 

■ RFC문서 상태정보(Status)

 Standard : 공식 표준 프로토콜

 Draft Standard : 공식 표준 프로토콜의 전 단계

 Proposed Standard : 프로토콜 제안

 Experimental: 운영 목적으로는 사용되지 않는 연구 프로젝트

 Internet-Draft : 프로토콜 제안한 사람이 문서를 작성하고 인터넷에 공개

 Historic : 다른 프로토콜로 대체된 프로토콜

 

■ RFC 문서 및 내용

 

■ KS/KICS 표준 (여기서부터는 한국의 표준)

 한국 산업표준: KS(Korean Standards)

 한국 정보통신표준: KICS(Korean Information and Communication Standards)

 KICS는 한국정보통신기술협회에서 제정을 하고 있음

 전기통신분야의 표준화뿐만 아니라 전산망, 소프트웨어, 정보기술, 적합성 등의 국가 표준안에 대한 내용을 담고 있음

 KS 표준안 : 97년 3월 정보기술 분야의 표준 개편 : KS C 시리즈 → KS X 시리즈 (정보산업)

 

■ KS 데이터 통신 표준안

 

■ 국내 표준화 기구

*한국정보화진흥원 : 현재는 NIA로 개칭

 

 

■ 정리 : 국제 표준화 기구와 관련 주요 표준화

*ISO : OSI 참조모델, 서로 다른 정보처리 시스템 간 표준 네트워크

*IEEE : IEEE802, LAN 관련 권고 표준

*EIA : EIA-232D 인터페이스 접속 규격

*ITU-T :  X(공중 통신망을 통한 데이터 전송에 관한 권고안), V(전화선,전신선 등을 통한 데이터 전송 권고안) 

*ANSI : ANSI C   C언어 기반을 같이 동일한 방법으로 접근사용 가능하도록함

*IETF : RFC(인터넷 기술과 관련된 공식 기술 문서) 문서 출판을 담함.

 

 

 

 

학습 정리

■ 프로토콜의 주요 요소 및 기능

 프로토콜은 여러 가지 복합적인 기능의 조합으로 이루어진다.

 모든 프로토콜에 모든 기능이 다 있는 것은 아니며, 경우에 따라서는 단편화와 재결합(Fragmentation and Assembly), 연결 제어(Connection control), 흐름 제어(Flow control), 에러 제어(Error control), 동기화(Synchronization), 순서화(Sequencing), 다중화(Multiplexing), 주소 설정(Addressing) 등 몇 가지 같은 기능이 다른 계층의 프로토콜에서 나타나기도 한다.

 

■ 네트워크 프로토콜의 종류

 OSI(Open Systems Interconnection)는 국제 표준화 기구(ISO)에서 제정한 국제적 표준화 망 구조이다.

 SNA(System Network Architecture)는 IBM사가 개발, 발표한 컴퓨터 통신망 구조와 체계이다.

 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)는 TCP와 IP를 조합, 4계층으로 구성한 것으로 현재 인터넷에서 사용된다.

 

■ 표준기구 및 표준안

 최적한 사회이익의 증진을 목적으로 해서 과학기술 및 경험의 종합적 결론이나 이해 관계자의 협력과 모든 의견, 대다수의 승인에 의해서 작성된 기술 사양서 또는 그 외의 문서이고 국가, 지역 또는 국제 레벨에서 인정된 단체에 의해서 승인된 것이다. (국제표준화 기구에서 정의 함)

 ISO : OSI 참조모델, 서로 다른 정보처리 시스템 간 표준 네트워크

 IEEE : IEEE802, LAN 관련 권고 표준

 EIA : EIA-232D 인터페이스 접속 규격

 ITU-T :  X(공중 통신망을 통한 데이터 전송에 관한 권고안), V(전화선,전신선 등을 통한 데이터 전송 권고안) 

 ANSI : ANSI C   C언어 기반을 같이 동일한 방법으로 접근사용 가능하도록함

 IETF : RFC(인터넷 기술과 관련된 공식 기술 문서) 문서 출판을 담함.