전송 계층의 역할 / 연결형 통신 · 비연결형 통신

 

1. 전송 계층의 역할

1계층인 물리 계층은 상위 계층에서 내려온 0과 1로 이뤄진 비트열 데이터를 신호(signal)로 변환하여 전송 매체를 통해 전달하는 역할을 가지며 2계층인 데이터 링크 계층은 같은 네트워크 안에서의 데이터 전송을, 네트워크 계층은 다른 네트워크로의 데이터를 전송하는 역할을 한다 하였다. 즉 이렇게 3계층이 있으면 목적지에 데이터를 보내는 것이 가능하다는 얘긴데, 문제는 이 계층들이 데이터의 손상이나 데이터의 유실에는 관여하지 않는다는 것이다.

 

목적지까지 신뢰할 수 있는 데이터를 전달하기 위해 바로 4계층인 전송 계층이 필요하다!

 

데이터 링크 계층에서도 오류 제어를 하기는 한다. 허나 데이터 링크 계층은 인접한 네트워크 장비간의, 즉 같은 네트워크 내에서 데이터 프레임을 전송할 때 발생할 수 있는 오류를 제어하는 것이며, 전송 계층은 종단 간(end to end)에서의 오류를 처리한다.

 

종단 간 오류 처리란?

• 데이터 전송의 시작점(송신자)에서 끝점(수신자)까지 전송 경로 전체에 걸쳐 발생할 수 있는 오류를 처리한다는 것.
  • 즉 데이터가 송신자에서 수신자로 이동하는 동안 여러 네트워크 장비(라우터, 스위치 등)를 통과하게 되는데, 이 과정에서 발생가능한 모든 오류를 처리한다는 뜻이다.

 

• 이를 통해 전송 계층은 전체 네트워크를 통과하는 데이터가 신뢰성 있게 전달되도록 보장한다.

 

예로, TTL 초과로 라우터가 삭제한 패킷이나 패킷이 원래 전송된 순서와 다르게 도착한다거나 네트워크 장비의 오류로 인해 동일 패킷이 여러 번 전송되는 경우 등의 오류들은 전송 계층에서 감지가 가능하나 데이터 링크 계층에서는 감지가 불가능하다. (데이터 링크 계층은 프레임 단위의 오류 검출(비트 오류, 충돌 등)에만 집중함.)

 

 

전송 계층은 추가로, 전송된 데이터의 목적지가 어떤 애플리케이션인지를 식별하는 기능도 가지고 있다.

 

홈페이지에서 사용하는 데이터인데 메일 프로그램에 전송되면 안되니 전송 계층에서 어떤 애플리케이션으로 전송해야 하는지를 알려 준다.

 

 

2. 연결형 통신과 비연결형 통신

 

• 연결형 통신: 신뢰할 수 있고 정확하게 데이터를 전송하는 통신 방식
  • 통신 시작 전, 먼저 연결 설정 단계를 거친다.
  • 신뢰성 보장: 전송 중 데이터가 손실되거나 손상될 경우 재전송 및 데이터의 순서 보장
  • 데이터 전송 속도를 관리하여 수신자가 처리할 수 있는 속도로 데이터를 전송
  • 네트워크 혼잡 방지 위해 전송 속도 동적으로 조절
  • 연결형 통신 프로토콜로 TCP(Transmission Control Protocol)를 사용
  • 웹 검색, 이메일 전송, 파일 전송 등의 신뢰성이 중요한 데이터 전송에 TCP 기반의 응용  계층의 프로토콜을 사용한다.

 

• 비연결형 통신: 신뢰성을 보장하지는 않지만 효율적으로 빠르게 데이터를 전송하는 통신 방식
  • 연결형 통신과 다르게 데이터 전송 전에 논리적인 연결을 설정하지 않는다.
  • 각 데이터 패킷은 독립적으로 전송되어, 전체 데이터 전송에 있어 빠른 속도 제공 가능
  • 비신뢰성: 데이터 손실 · 손상 · 중복 가능
  • 비연결형 통신 프로토콜로 UDP( User Datagram Protocol)를 사용
  • 실시간 스트리밍, 온라인 게임, 동영상 시청 등의 인터넷 서비스는 데이터가 오류 없이 전송되는 것보다는 통신 속도가 더 중요하니  UDP를 기반으로 한 응용 계층의 프로토콜을 사용한다.

 

 

 

 

 

참고

책: 10일만에 배우는 네트워크 기초, 모두의 네트워크 | 미즈구치 카츠야 | 이승룡 옮김

 

 

 

TCP에 관한 내용은 아래 글을 참고해 주세요.

TCP 와 TCP 헤더

TCP 3-way 와 4-way Handshake

 

 UDP에 관한 내용은 아래 글을 참고해 주세요.

UDP(User Datagram Protocol)란?