1      데이터링크층

1.1  서비스항목 (프레임 짜기, 흐름 제어, 오류 제어, 혼잡 제어 => frame + control)

프레임 짜기 : 각 노드에서 데이터링크층은 다음 노드에게 데이터그램을 전송하기 전에 네트워크층에서 전달받은 패킷인 다이어그램을 프레임에서 캡슐화 해야한다.

흐름제어 : 송/수신자의 전송능력 차이를 극복

     오류제어

호납제어 : layer2에서 혼잡제어는 포함되지 않는다.

1.2  세 종류의 주소 (windows – ipconfig/all, unix - %ifconfig -a) ->유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 3종류

유니캐스트 주소 : LAN과 ETHERNET에서의 유니캐스트 링크계층주소(48bit) ex) A3:34:45:11:92:F1 A3이 1byte 1byte가 6개니까 48bit

1.2.1       주소변환 프로토콜(ARP, Address Resolutuon Protocol) -> 32bit(3계층 IP주소)를 48bit(2계층MAC주소) 변경

반대는 RARP(MAC주소 -> IP주소)

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

IP address를 비롯한 각종 TCP/IP protocol 기본 설정을 개별 client들에게 자동적으로 할당하는 protocol이다.

기본적으로 TCP/IP 설정을 자동으로 관리하며, 개별 시스템에 대해서 IP address와 관련된 설정 정보를 준다.

구성으로는 DHCP Client와 Server로 되어있다.

TCP(Transmission Control Protocol)

Connection Oriented 전송으로 에러 정정과 흐름제어의 기능을 가지고 있어, 유실된 packet이 있을 경우 원래 host에 재전송을 요청한다.

안정성과 신뢰성이 뛰어나기 때문에, 사용자 데이터 전송, 대용량 전송에 사용된다.

UDP(User Datagram Protocol)

 Connectionless 전송으로 에러 정정을 하지 않는다.

그렇기 때문에 시스템 내부 data 전달, 소규모 data 전송에 사용된다.

IP(Internet Protocol)

송신 host와 수신 host가 Packet Switching Network에서 정보를 주고받는데 사용하는 정보위주의 protocol이다.

OSI-7-Layer 에서 host의 주소 지정과 packet 분할, 조립기능을 한다.

IP의 정보는 packet(datagram)으로 전송되며, 이전에 통신한 적 없는 host에 패킷을 보낼 때 경로 설정이 필요 없다.

특징으로는 unreliability와 connectionless가 있는데 이는 흐름에 관여하지 않기 때문에, 보낸 data가 제대로 갔는지 보장하지 않는다.

즉 packet이 중복으로 전송될 수 있고, 유실될 수도 있으며, 순서가 달라질 수 있다.

이러한 점을 개선하려면 TCP protocol과 같은 상위 protocol을 사용해야 한다.

SOAP(Simple Object Access Protocol)

일반적으로 널리 알려진 HTTP, HTTPS, SMTP 등을 통해서 xml을 이용하여 분산처리 환경에서 데이터 교환을 쉽게 할 수 있게 해주는 protocol이다.

SOAP는 응용 계층에 있는 protocol을 전송 계층의 protocol로 사용할 수 있게 만든다.

장점으로는 HTTP 기반 위에서 동작하기 때문에, proxy와 방화벽에 구애 받지 않고 쉽게 통신할 수 있고, HTTP 이외의 다른 transport protocol(SMTP)를 사용할 수 있다.

또한 XML을 이용하기에 플랫폼과 프로그래밍 언어에도 독립적이다.

하지만 XML의 형태로 보내기 때문에 다른 protocol에 비해서 상대적으로 느리다.

실시간 스트리밍 프로토콜(Real Time Streaming Protocol, RTSP)

RTSP는 스트리밍 시스템에 사용되며 미디어 서버를 원격으로 제어할 때 사용하며 포트 번호는 554번이다.

HTTP 규약과 비교하였을 때 문법이나, 동작이 비슷하다.

그러나, HTTP가 stateless인 반면 RTSP는 stateful 규약이다.

명령어로는 재생, 일시정지, 빨리 감기, 되감기, 재생위치 변경 같은 것들이 있다.

TCP, UDP 중 어느 것을 사용할지 정해져 있지 않지만 보통 UDP를 사용한다.

RTSP를 사용하기 위해서는 media server와 client가 connection을 맺어야 한다.

그 후, client가 server 접속요청을 하면 server는 컨텐츠의 정보를 전달한다.

그런 다음엔 setup명령어를 통해서 연결설정을 하고, media를 플레이 한다.

마지막으로 teardown 명령어로 연결을 해제한다.

Web socket

하나의 TCP 접속에 full-duplex channel을 제공하는 통신 protocol이다.

일반 소켓 통신과의 차이점으로는 bytes stream을 사용하지 않고 UTF8 format의 message stream만을 허용 한다는 점이다.

 Web socket의 연결 설정을 위해 client와 server간의 hand-shake이 필요한데 그 과정은 다음과 같다.

1.    Browser가 key를 가지고 web server에 web socket을 사용할 수 있는지 확인한다.

2.    Web server는 browser에게 준비가 되었다는 신호와 함께 연결 하라는 신호를 보낸다.

3.    Browser는 Web socket를 통해서 web server와 데이터를 교환한다.

4.    Web browser는 데이터 교환이 끝나면 web server에게 연결을 종료 한다는 신호를 보낸다.

이 과정이 끝나면, TCP 연결을 통하여 응용 계층 protocol이 HTTP에서 web socket로 바뀌게 되는데 이 때 HTTP는 완전하게 무시되고, web socket의 connection이 끊일 때까지 두 끝점에서 web socket protocol을 사용하여 data를 주고받을 수 있다.

장점으로는 Active X를 사용하지 않고 TCP/IP socket 통신을 구현할 수 있다는 점과, HTTP의 헤더크기도 크게 압축할 수 있어 네트워크의 과부하를 줄이고 APP의 반응성을 높일 수 있다는 장점이 있다.

HTTP header

web server와 client 사이에서 정보를 교환할 수 있도록 삽입되는 요소로 수십개의 요소가 있다. 이들을 크게 4가지로 분류했는데, 그 분류는 다음과 같다.

1.    Request Header : Request Message 내에서만 나타나며 가장 방대하다. 문서 양식과 server의 매개변수들을 담는다.

2.    Response Header : 특정 유형의 HTTP요청이나 특정 header를 수신했을 때 나타난다. Response를 보내는 server에 대한 정보를 담는다.

3.    General Header : Request Message, Response Message 모두에서 사용 가능하다. Client, Server, HTTP와 관련된 정보를 전송하는데 사용한다.

4.    Entity Header : Message 내에 포함된 Entity에 대한 구체적인 설명, Client와 server 사이에 전송되는 데이터에 대한 정보를 담는다.

HTTP/2(Hypertext Transfer Protocol Version 2)

웹의 HTTP protocol이 규정된 후 웹에서 사용하게 된 HTTP protocol의 2번째 버전이다. 

HTTP/1.1은 기본적으로 connection당 하나의 요청을 처리하도록 설계 되어있다. 

즉 동시전송이 불가능하고 request와 response가 순차적으로 이루어진다.

이와 다르게 HTTP/2는 connection당 여러 개의 메시지를 주고 받을 수 있으며(multiplex stream) response는 순서에 상관없이 stream으로 주고 받는다.

순서가 필요한 경우에는 stream priority를 이용하여 해결해준다. 

또한 HTTP/1.1은 header가 커서 느린데, 이를 해결하기 위해서 ‘Huffman coding’, ‘header table’ 을 활용하여 기존 header의 크기 대비 1/3 정도로 감소했다. 

마지막으로, server push라는 작업으로 속도를 더욱 더 빠르게 했다. 

이는, 클라이언트가 요청하지 않은 리소스를 server가 알아서 보내는 것이다. 

이로서, 클라이언트의 request가 적어져서 속도가 향상된다.

HTTPS(Hyper Text Transfer Protocol Secure)

소켓 통신에서 일반 텍스트를 이용하는 대신에 SSL이나 TLS protocol을 이용하여 session 데이터를 암호화를 하며, TCP/IP port는 443 이다.

여기서SSL은 hand-shake를 통해서 client가 올바른 server와 통신하게 해주고, data를 주고받을 때 암호화를 해준다.

 HTTPS의 사용 목적으로는 User가 원하는 Server와 직접 소통할 수 있고, Server만이 User의 data를 읽을 수 있다는 점에 있다.

여기서 TLS는 SSL을 기반으로 업그레이드한 protocol이다.

또한, 암호화 방식으로 ‘공개키 방식’을 사용하는데, 이는 2개의 키를 가지고 하나는 암호화 나머지 하나는 복호화를 하는 것이다.

이러한 과정에서 속도가 저하되기 때문에 HTTPS는 HTTP보다 느리다.