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Section3 - Protocols

#hussein #protocol #network

1. Protocol Properties

What is a protocol?

  • a system that allows two parties to communicate
  • a protocol is designed with a set of properties
  • depending on the purpose of the protocol
  • TCP, UDP, HTTP, gRPC, FTP

Protocol properties

  • Data format
    • Text based (plain text, JSON, XML)
    • Binary (protobuf, RESP, h2, h3)
  • Transfer mode
    • Message based (UDP, HTTP)
    • Stream based (TCP, WebRTC)
  • Addressing system
    • DNS name, IP, MAC
  • State
    • Stateless (TCP, gRPC, apache thirft)
    • Stateless (UDP, HTTP)
  • Routing
    • Proxies, Gateways
  • Flow & Congestion control
    • TCP (Flow & Congestion control)
    • UDP (No control)
  • Error management
    • Error code
    • Reties and timeouts

2. OSI Model

0. 들어가며

여러 선배 개발자/ 강사들이 OSI 모델에 대해 자신의 인사이트를 공유하는 영상을 많이 보았었다. 후세인의 인사이트 중 가장 독특한 점은 TCP/IP 모델이 아닌 전통적인 OSI 7 layer 모델을 선호하고 그 이유가 상당히 그럴듯 하다는 것이다. 대부분의 최근 영상에서 OSI 7 layer 모델의 윗 세 계층을 하나의 Application 계층으로 이해하는 TCP/IP 모델을 이야기 하는것에 비해 상당히 대조적이다.

1. OSI Model

OSI Model - Open System Interconnection Model

  • Layer 7 - Application - HTTP/FTP/gRPC
  • Layer 6 - Presentation - Encoding, Serialization
  • Layer 5 - Session - Connection establishment, TLS
  • Layer 4 - Transport - UDP/TCP
  • Layer 3 - Network - IP
  • Layer 2 - Data Link - ARP, MAC Address, Frames, Ethernet
  • Layer 1 - Physical - Electric signals, fiber or radio waves

Communication Model 이 필요한 이유

  • Agnostic Application
  • Network Equipment Management

  • Decoupled Innovation

  • 즉, 모델(medium)에 구애받지 않는 애플리케이션/ 물리적인 장비의 관리 등 모든 계층의 커플링을 낮추어 개별적인 업그래이드가 가능하도록 하기 위해 Communication Model - 계층별 모델이 필요하다.

2. Internet Protocol

IP Address

  • Layer 3 protocol
  • Can be set automatically or statically
  • Network and Host portion
  • 4 byte in IPv4 - 32 bits

Network vs Host

  • a.b.c.d/x
    • e.g. 192.168.254.0/24
  • The first 24 bits are network, the rest 8 are for host

Subnet Mask

  • 192.168.254.0/24 is also called a subnet
  • The subnet has a mask 255.255.255.0
  • Subnet mask is used to determine whether an IP is in the same subnet

IP Packet 뿌시기

  • IP Packet = Headers + Data Sections
  • Header 는 기본적으로 20 bytes (option 을 키면 최대 60 바이트)
  • Data Section 은 최대 65536 바이트
    • 하지만 현실에서는 MTU 에 따라 평균적으로 1500 바이트를 가진다.

3. ICMP

4. UDP

Note

  • UDP = User Datagram Protocol
  • Layer 4 Protocol
  • Simple protocol to send and receive data
  • No Handshakes
  • Stateless
  • 8 byte header

UDP Use cases

  • Video streaming
  • VPN
  • DNS
  • WebRTC
Last update: May 10, 2023
Created: May 1, 2023