[Web 용어] - 인터넷 통신 (IP,TCP/UDP, DNS, Port 등)

이 포스트는 인프런의 모든 개발자를 위한 HTTP 기본 지식이라는 강의를 참고로 작성하였다. 

여기서 다루는 내용은 굉장히 기초이기 때문에 대충 웹이 이렇게 흘러가구나~라는 정도로 이해하면된다.

 

인터넷 통신

인터넷에서 컴퓨터 둘은 어떻게 통신할까?

웹에서 컴퓨터 두대가 통신을 한다고 하자. 예를 들어 우리가 웹포털사이트에 접속하는 상황을 가정해보자.

이때 포털사이트의 정보를 요청하는 컴퓨터와 포털사이트 정보를 우리에게 주는 컴퓨터 이렇게 분류할 수 있을 것이다.

여기서 정보를 요청하는 컴퓨터를 클라이언트, 정보를 제공해주는 컴퓨터를 서버라고 볼 수 있다.

웹에서는 클라이언트가 서버에게 HTTP 요청 메시지를 보내고 서버가 클라이언트에게 HTTP 응답 메시지를 보내는 형식으로 통신이 이루어진다.

 

하지만 세상은 그렇게 간단하지 않다. 우리집 컴퓨터와 네이버 서버 사이에는 수많은 컴퓨터들이 존재할 것이다. 마치 아래 그림처럼 말이다.

 

그렇다면 저 복잡한 경로를 다 거쳐서 통신은 어떻게 이루어질까? 바로 IP라는 프로토콜을 통해 이루어지게 되는 것이다.

 

IP(Internet Protocol)

프로토콜은 규약이라는 뜻으로, 컴퓨터들끼리 어떻게 통신할지에 대해 정해놓은 규칙이라고 보면 된다.

IP를 통해 컴퓨터들은 각각의 주소를 가지게 되는데, 이를 IP 주소라고 한다. HTTP 요청, 응답 메시지에 송신자,수신자의 IP주소를 같이 추가해서 보내게 되면 중간의 노드들은 올바른 경로로 메시지를 전달할 수 있게된다. 

 

IP의 특징

• IP주소를 통해 컴퓨터 식별 가능
• 패킷이라는 단위로 메시지를 보냄 (데이터의 양이 많으면 패킷 여러개를 보냄)

위 그림을 보면, 클라이언트와 서버 둘다 고유 아이피 주소가 부여되어있다. 그리고 주황색 상자는 패킷이라고 보면되는데, 패킷에는 출발지/목적지 IP 주소와 데이터가 들어가 있다. 중간의 노드들은 저 패킷을 IP라는 규칙에 따라서 보내게 되는 것이다.

 

IP의 한계

하지만 IP는 완벽하지 않다. 

패킷 전달 순서 보장 x

먼저 IP 패킷이 여러개 전달되는 경우를 가정해보자. 클라이언트는 패킷1,패킷2, 패킷3 순서로 보내고 싶다. 하지만 이 패킷들은 순서대로 전달되지 않는다. 따로따로 최적의 경로를 통해 전달되게 된다. 그렇기 때문에 서버에서는 패킷들이 패킷3, 패킷1, 패킷2 이런식으로 도착할 수도 있다. 즉, 순서가 보장되지 않는 것이다. 아래 그림을 보자

예를 들어 클라이언트가 1.Hello, 2.World 순으로 패킷을 두개를 보냈는데 서버에서는 World, Hello 순으로 도착할 수 있다.

따라서 순서를 보장해주는 어떤 장치가 추가적으로 필요하다.

 

비연결성

예를 들어 내가 친구 뿡뿡이한테 편지를 보내기 위해 뿡뿡이아파트 102호에 보낸다고 가정하자. 그러나 알고보니 뿡뿡이는 집을 이사해서 102호에 살고 있지 않았다. 하지만 IP는 그런거 따위 모른다. 그래서 상대방이 받든 말든, 거기가 불능이든 말든 그냥 보내게 된다. 즉 연결이 보장되지 않아도 그냥 보낸다는 것이다.

패킷 소실 문제

중간에 패킷이 사라져도 IP는 모른다...

 

한계 정리

• 비신뢰성 (패킷이 소실되거나 순서가 바뀌어도 모름)
• 비연결성 (연결이 되지 않아도, 예를 들어 상대 컴퓨터가 불능이어도 그냥 보내버림)
• 프로그램 구분 불가 

 

이러한 한계를 극복하기 위해 TCP라는 프로토콜을 사용하게 되었다.

 

TCP, UDP

TCP

TCP 세그먼트은 IP 패킷에서 추가적인 정보를 덧붙인다.

IP 정보 뿐만 아니라, 포트 정보, 순서 정보, 체크섬, 전송 제어 등의 정보를 추가하는 것이다.

따라서 IP의 비신뢰성 문제를 해결할 수 있다.

 

또한 TCP는 컴퓨터 두대가 연결할 때 3-way handshake라는 방식을 사용하는데, 아래와 같은 순서로 이루어진다.

 

1. 클라이언트가 서버에게 SYN 메시지 보냄
2. 서버가 클라이언트가 보낸 SYN 메시지를 받으면 알겠다고 ACK 메시지와 SYN 메시지를 클라이언트에게 보냄
3. 클라이언트가 ACK를 서버에게 보냄
4. 연결 성공!

 

 

 

정리하자면

• 연결 지향 (by 3 way handshake)
• 데이터 전달 보증 (순서 보장, 소실되면 알 수 있음)
• 현재는 대부분 TCP 사용

UDP

UDP는 IP와 거의 비슷하다고 보면되는데 체크섬이나 Port정보가 추가되어있다. IP와 비슷하기 때문에 연결 보장 이딴거 없다. 그래도 빠르긴 하다.

 

PORT

네이버에게 뭔가를 요청하고 싶은데 뉴스를 보여주는 곳과 블로그를 제공하는 곳을 구분해야할 것이다. 서비스에 따라서 정확히 어디로 요청을 보낼지도 구분해야하는데, 이를 포트라고 한다. 위 그림처럼 서버의 아이피가 같아도 게임을 하는 곳과 화상통화를 하는 곳 등이 다를 수 있다. 이를 포트로 구분하게된다.

 

DNS

DNS는 Domain Name Server의 약자이다. 이는 도메인 주소를 아이피로 변환하는 역할을 한다.

우리는 네이버의 아이피를 치고 들어가지 않고 www.naver.com이런식으로 접근한다. 그리고 dns가 이를 네이버의 아이피로 바꿔주는 것이다.

 

예를들어 아이피는 변경될 수도 있고 사라질수도 있고,, 여러 변수가 많다. 그래서 우리가 그걸 하나하나 기억하는게 아니라 DNS에 먼저 요청을 해서 받아온 IP주소로 접근하게 되는 것이다.

 

 

 

출처 (문제시 댓글달아주세요!)

https://www.inflearn.com/course/http-%EC%9B%B9-%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC/dashboard

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