네트워크 데이터 단위

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Packet

네트워크에서 sourse와 destination 간 통신의 기본 단위가 패킷(packet)이다.

네트워크를 통해 전송된 데이터는 패킷으로 분할되고 대상 장치에서 재결합된다. 데이터를 패킷으로 나누면 네트워크에서 서로 다른 대역폭, 경로 및 데이터를 공유하고 서로 독립적으로 패킷을 수신하는 여러 연결장치를 관리할 수 있다.

 

패킷 교환을 함으로써, 여러 대의 컴퓨터가 동일한 네트워크 장비로 서로 연결할 수 있다. 결과적으로 동시에 수많은 장치가 인터넷에서 동시에 데이터를 주고 받을 수 있게 된다.각 패킷은 목적지에 도달하는 데 필요한 정보를 갖고 있다.
*포함된 정보 : 보낸 사람의 IP 주소, 받을 사람의 IP 주소, 해당 데이터가 얼마나 많은 패킷으로 분할되었는지 등

패킷에는 약 1,000 ~ 1,500 byte의 데이터가 포함될 수 있으므로 전체 데이터를 구성하는 패킷의 수는 데이터 크기에 따라 다를 수 있다.

Fragement

각 네트워크에는 MTU(Maximum Transmitted Unit)라고 하는 최대 전송 데이터 크기가 존재한다. 패킷은 종종 최대 크기보다 클 수 있으므로 각 패킷은 Fragment라는 더 작은 데이터 조각으로 나뉜다.

네트워크마다 고유한 MTU 용량이 있으므로 전송을 위해서는 패킷의 fragmentation이 필요하다. 수신자는 IP fragment를 패킷으로 재조립해서 상위 계층으로 전달한다.

 

네트워크 계층은 패킷을 받으면 패킷의 MTU를 확인한다. 패킷 길이가 MTU보다 크면 네트워크 계층은 패킷과 관련된 Don’t Fragment (DF) flag를 확인한다. 

DF 플래그가 1이면(패킷이 분할되지 않아야 함을 나타냄), 패킷은 버려지고 송신자에게 ICMP(Internet Control Message Protocol) 메시지가 전송된다. 이 메시지는 "패킷을 분할할 수 없음"을 알려준다.
DF 플래그가 0이면(패킷이 분할될 수 있음을 나타냄), 네트워크 계층은 패킷을 MTU 크기에 맞게 여러 조각으로 나누고, 각 조각에 대한 정보를 헤더에 추가하여 상위 계층으로 전달한다.

Frame

패킷과 프레임의 주요 차이점은 OSI 계층과의 연결이다.

패킷이 네트워크 계층에서 사용되는 데이터 단위라면, 프레임은 OSI 모델의 데이터 링크 계층에서 사용되는 데이터 단위이다. 프레임에는 패킷보다 더 많은 정보를 포함한다.

Datagram

전송 계층에서의 데이터 단위지만, TCP가 아닌 UDP에서는 패킷이 아니라 데이터그램이라고 부른다.

패킷은 연결지향인 TCP에서 사용하는 반면, 데이터그램은 UDP에서 사용되므로 응답메시지가 필요하지 않다. 그래서 정보를 적게 전달한다. 데이터그램은 헤더, sourse 및 destination의 IP 주소, 데이터로 구성된다.

Segment

세그먼트는 각 패킷에 TCP 헤더가 있는 패킷 조각이다. 전송 계층에서의 데이터 단위이다.

소스 및 대상 포트와 함께 네트워크를 통해 전달된 데이터의 정확성을 보장하는 checksum 필드가 포함되어 있다. 세그먼트는 네트워크 성능의 효율성을 높이고 보안을 향상시킨다.
*checksum : 주로 데이터 전송 중에 오류를 감지하고 수정하는 데 사용

TCP 연결로 이메일을 보낸 경우, 작업을 완료하기 위해 전송 계층에 존재하는 데이터가 세그먼트의 예시이다.