네트워크 계층의 IP는 신뢰할 수 없는 통신과 비 연결형 통신을 수행한다는 한계가 있다. 전송 계층은 신뢰할 수 있는 통신과 연결형 통신을 가능하게 하여 IP의 한계를 극복하고, 포트 번호를 통헤 응용 계층의 애플리케이션 프로세스들을 식별하는 역할을 수행한다.
신뢰할 수 없는 통신과 비연결형 통신
신뢰할 수 없는 통신은 IP 프로토콜이 패킷이 수신지까지 제대로 전송되었는지 보장하지 않는 특징이다. 패킷의 손상이나 손실에 대한 확인을 하지 않으며 도착할 것이라는 보장도 없다는 것이다. 이러한 특성을 최선형 전달이라 부른다.
신뢰할 수 없는 통신: IP 프로토콜이 전송한 패킷이 수신지까지 전송되었다는 보장을 하지 않는 특징
최선형 전달: 전송 결과에 대해서는 어떠한 보장도 하지 않는 특성 (전송은 최선을 다할게~ 근데 결과는 몰라)
비 연결형 통신은 이름 그대로 송수신 호스트 간에 사전 연결 수립 작업을 가치지 않는 특징을 의미한다.
전송 계층이 IP의 한계를 보완하는 방법
1. 전송 계층은 연결형 통신을 가능하게 한다.
연결형 통신을 지원하는 프로토콜인 TCP를 사용하여 두 호스트가 정보를 주고 받기 전에 마치 가상의 회선을 설정하듯 연결을 수립한다.
2. 전송 계층은 신뢰성 있는 통신을 가능하게 한다.
이 또한 TCP를 사용하여 패킷의 확실한 전달을 보장하기 위해 재전송을 통신 오류 제어, 흐름 제어, 혼잡 제어 등을 진행한다.
빠른 전송을 위한 프로토콜, UDP
패킷 전송에 있어, 신뢰성 있는 통신을 중요하게 여기는 통신에서는 TCP를 사용하지만, 패킷의 일부 손실 보단 속도가 중요한 상황(실시간 스트리밍 서비스 등)에서는 비연결성 통신과 신뢰할 수 없는 통신을 해야 할 때가 있다. 이럴때 사용하는 프토로콜이 UDP 이다.
응용 계층과의 연결 다리, 포트
포트의 정의
패킷이 실행 중인 특정 애플리케이션 프로세스까지 전달되어야 할때, 특정 애플리케이션을 식별할 수 있는 정보를 포트라고 한다.
포트의 분류
전송 계층에서는 수신자 포트와 송신자 포트를 통해 송수신지 호스트의 애플리케이션을 식별한다. 포트 번호는 2^16(65536개, 0 ~ 65535)개가 존재히며, 포트의 범위별 대표적인 종류는 3가지가 있다.
잘 알려진 포트와 등록된 포트의 할당은 인터넷 할당 번호 관리 기관(IANA) 에서 한다. 물론 해당 포트 번호는 권고일뿐 강제는 아니다.
잘 알려진 포트(well kown port)
- 0 ~ 1023 포트 번호
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시스템 포트라고도 불리며 범용적으로 사용되는 포트 번호를 의미한다.
등록된 포트(registered port)
- 1024 ~ 49151 포트 번호
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잘 알려진 포트에 비해서느 덜 범용적이지만, 흔히 사용되는 애플리케이션 프로토콜을 할당하기 위해 사용된다.
동적 포트(dynamic port)
- 49152 ~ 65535 포트 번호
- 사설 포트, 임시 포트라고도 불리며 특별히 관리되지 않아 자유롭게 사용 가능한 포트이다.
서버로서 동작하는 프로그램은 일반적으로 잘 알려진 포트, 등록된 포트(사전에 암묵적으로 정해진 포트)로 동작하는 경우가 많다. 하지만 클라이언트로서 동작하는 프로그램은 동적 포트 번호중에서 임의의 포트가 할당되는 경우가 많다. 대표적인 예시로 웹 브라우저가 있다.
IP와 포트 번호에 대한 정보가 함께 주어지면, 특정 호스트에서 실행 중인 특정 애플리케이션 프로세스를 식별 할 수 있기 때문에, 일반적으로 IP 주소:포트번호 형식으로 IP 주소와 함께 표기되는 경우가 많다.
정리
- 전송 계층은 신뢰할 수 있는 연결형 통신이 가능한 프로토콜인 TCP를 제공하여 네트워크 계층의 한계를 보완한다.
- 포트를 통해 응용 계층의 애플리케이션을 식별함으로써 응용 계층과의 연결다리 역할을 수행한다.