[웹 & 네트워크] IP, TCP, DNS

TCP/IP 중에서 HTTP와 관계가 깊은 IP, TCP, DNS 세 개의 프로토콜에 대해 정리해보았습니다.

깊게 파고들면 내용이 훨씬 많겠지만 각 개념들을 전체적으로 알아보고 IP, DNS, TCP 가 통신에서 어떤 역할을 하는지 알아보는 것에 초점을 맞춰 작성했습니다.

 

1. IP (Internet Protocol) : 배송 담당

개개의 패킷을 상대방에게 전달하는 역할을 합니다. 상대방에게 패킷을 전달하기까지는 여러 가지 요소가 필요한데, 그 중에서도 IP주소와 MAC(Media Access Control Access) 주소가 중요합니다. 

 

IP 통신은 MAC 주소에 의존해서 통신을 하는데, 이때 ARP(Address Resolution Protocol)이라는 프로토콜이 사용됩니다.

ARP는 주소를 해결하기 위한 프로토콜 중 하나인데, 수신지의 IP 주소를 바탕으로 MAC 주소를 조사할 수 있습니다.

 

예를 들어 송신측에서 192.0.43.10 라는 IP주소에 패킷을 보내고 싶은 경우,

ARP를 사용하여 MAC 주소를 00-XX-C6-6B-XX-XX 로 결정하여 패킷을 전송하게 됩니다.

 

출처 : https://doorisopen.github.io/developers-library/Network/2020-11-13-network-arp

하지만 ARP 는 위 그림처럼 동일한 서브넷상에 있는 호스트나 라우터 인터페이스의 IP 주소만을 해결합니다. 그러므로 만일 서울에 있는 노드가 부산에 있는 노드의 IP 주소를 해결하기 위해 ARP를 사용하려고 한다면, ARP는 오류 메시지를 반환할 것입니다.

 

 

2. TCP (Transfer Control Protocol) : 신뢰성 담당

Transport 계층에 해당하며, 신뢰성 있는 바이트 스트림 서비스를 제공합니다.

바이트 스트림 서비스란 용량이 큰 데이터를 보내기 쉽게 TCP 세그먼트라고 불리는 단위 패킷으로 작게 분해하여 관리하는 것을 말합니다. 신뢰성 있는 서비스란 상대방에게 데이터를 보내는 작업을 의미합니다.

 

즉 TCP는 대용량의 데이터를 쉽게 작게 분해하여 상대에게 보내고, 정확하게 도착했는지 확인하는 역할을 합니다.

 

쓰레웨이 핸드셰이킹(Three way handshaking)

상대방에게 확실하게 데이터를 보내기 위해서 TCP 가 사용하는 방법입니다.

패킷을 보내고 나서 바로 끝내는 것이 아니라, 보내졌는지 여부를 상대방에게 확인하러 가는 방법이며, 'SYN' 과 'ACK'라는 TCP 플래그를 사용합니다.

 

출처 : 아래 3번

#1. 송신측에서 최초 'SYN' 플래그로 상대에게 접속함과 동시에 "패킷을 보냅니다."

#2. 수신측에서 'SYN/ACK' 플래그를 보내 송신측에 접속함과 동시에 "패킷을 수신한 사실"을 전합니다.

#3. 송신측이 'ACK' 플래그를 보내 "패킷 교환이 완료되었음"을 전합니다.

 

이 과정 중 어디선가 통신이 끊기면 TCP는 그와 동시에 같은 수순으로 패킷을 재전송합니다.

 

 

3. DNS (Domain Name System) : 이름 해결 담당

HTTP와 같이 Application 계층 시스템에서 도메인 이름과 IP주소 이름 확인을 제공합니다.

 

사용자는 주로 IP주소(예 : 2XX.189.000.111) 대신 이름을 이용(예 : www.naver.com)하여 상대의 컴퓨터를 지정합니다.  

위와 같이 숫자를 나열하는 IP주소를 지정하는 것보다 영어나 숫자 등으로 표현하여 이름을 지정하는 것이 훨씬 친숙하게 느껴집니다. 하지만 위에서 봤듯이 컴퓨터는 IP 주소를 통해 데이터를 주고 받습니다. 

그래서 DNS를 통해 도메인명에서 IP주소(예 : www.naver.com)를 조사하거나, 반대로 IP주소(예 : 2XX.189.000.111)로부터 도메인명을 조사하는 서비스를 제공하게 됩니다.

출처 : https://aws.amazon.com/ko/route53/what-is-dns/

#1. 사용자가 웹 브라우저를 열어 주소 표시줄에 www.example.com을 입력하고 Enter 키를 누릅니다.

#2. www.example.com에 대한 요청은 일반적으로 케이블 인터넷 공급업체, DSL 광대역 공급업체 또는 기업 네트워크 같은 인터넷 서비스 제공업체(ISP)가 관리하는 DNS 해석기로 라우팅됩니다.

#3.ISP의 DNS 해석기는 www.example.com에 대한 요청을 DNS 루트 이름 서버에 전달합니다.

#4. ISP의 DNS 해석기는 www.example.com에 대한 요청을 이번에는 .com 도메인의 TLD 이름 서버 중 하나에 다시 전달합니다. .com 도메인의 이름 서버는 example.com 도메인과 연관된 4개의 Amazon Route 53 이름 서버의 이름을 사용하여 요청에 응답합니다.

#5. ISP의 DNS 해석기는 Amazon Route 53 이름 서버 하나를 선택해 www.example.com에 대한 요청을 해당 이름 서버에 전달합니다.

#6. Amazon Route 53 이름 서버는 example.com 호스팅 영역에서 www.example.com 레코드를 찾아 웹 서버의 IP 주소 192.0.2.44 등 연관된 값을 받고 이 IP 주소를 DNS 해석기로 반환합니다.

#7. ISP의 DNS 해석기가 마침내 사용자에게 필요한 IP 주소를 확보하게 됩니다. 해석기는 이 값을 웹 브라우저로 반환합니다. 또한, DNS 해석기는 다음에 누군가가 example.com을 탐색할 때 좀 더 빠르게 응답할 수 있도록 사용자가 지정하는 일정 기간 example.com의 IP 주소를 캐싱(저장)합니다. 자세한 내용은 Time to Live(TTL)를 참조하세요.

#8. 웹 브라우저는 DNS 해석기로부터 얻은 IP 주소로 www.example.com에 대한 요청을 전송합니다. 여기가 콘텐츠가 있는 곳으로, 예를 들어 웹 사이트 엔드포인트로 구성된 Amazon S3 버킷 또는 Amazon EC2 인스턴스에서 실행되는 웹 서버입니다.

#9. 192.0.2.44에 있는 웹 서버 또는 그 밖의 리소스는 www.example.com의 웹 페이지를 웹 브라우저로 반환하고, 웹 브라우저는 이 페이지를 표시합니다. 

 

 

 

HTTP를 이용한 통신에서 TCP, IP, DNS 역할 정리

출처 :  https://cg-developer.tistory.com/466

 

 

참고 및 출처0. [책] 그림으로 배우는 Http & Network basic1. 노드 : https://engineer-mole.tistory.com/1412. ARP : https://doorisopen.github.io/developers-library/Network/2020-11-13-network-arp3. three way handshake : https://mindnet.tistory.com/entry/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-%EC%89%BD%EA%B2%8C-%EC%9D%B4%ED%95%B4%ED%95%98%EA%B8%B0-22%ED%8E%B8-TCP-3-WayHandshake-4-WayHandshake4. dns : https://aws.amazon.com/ko/route53/what-is-dns/5. HTTP를 이용한 통신에서 TCP, IP, DNS 역할 정리 : https://cg-developer.tistory.com/466