2023.06.29 - 4계층에서 포트(Port) 구분하는 방식

[JoosungKwon]

• OSI 7계층에서 포트번호를 어떻게 구분하고 처리하는지?
  • 처리 프로세스가 어떻게 되는지?
• 포트번호가 겹치게 되면 어떻게 되는가?

[goseungwon]

• OSI 7계층에서 포트번호를 어떻게 구분하고 처리하는지?
  • 처리 프로세스가 어떻게 되는지?

포트 번호는 IP 주소와 결합하여 송신자와 수신자 간의 고유한 연결을 만든다. 
따라서 동일한 포트 번호인 8080을 사용하더라도 IP 주소가 다르면 다른 서비스나 애플리케이션을 가리킨다.

• 포트번호가 겹치게 되면 어떻게 되는가?

위와 동일

[devYSK]

OSI 7계층에서 포트번호를 어떻게 구분하고 처리하는지?

포트 번호는 전송 계층인 4계층(전송 계층)에서 사용되며, 16비트로 표현된다.
0부터 65535까지의 범위를 가지는데, 애플리케이션 간에 포트 번호를 고유하게 식별하기 위해 사용된다

• 포트 번호는 하나의 컴퓨터에서 동시에 실행되고 있는 프로세스들이 겹치지 않게 가져야하는 정수값이다.

IP 주소는 네트워크 상에서 네트워크를 식별하기 위한 주소이며, 포트 번호는 IP 주소 내에서 특정 애플리케이션 등을 식별하는데 사용된다.
이 두 요소를 함께 사용되어 데이터의 출발지와 목적지를 명확히 지정하여 요청과 응답 처리를 한다.

처리 프로세스가 어떻게 되는지?

MAC 주소와 IP주소로 목적지를 찾고, 라우팅을 하며,
TCP나 UDP 헤더에 들어있는 포트 정보를 이용해서 응용 계층에 데이터를 전달한다.
그리고 최종적으로 Application 계층에서 요청을 처리한다.

• TCP의 경우, 패킷 헤더에 포트 번호를 추가하고 포트번호를 이용하여 송신자와 수신자 간의 연결을 식별하는데, 포트 번호를 통해 다중 애플리케수신자는 패킷을 받을 때 해당 포트 번호를 확인하여 해당 포트에 대응되는 소켓을 찾아 데이터를 전달한다.
• UDP의 경우, TCP와 달리 연결 지향적인 특성이 없으므로 포트 번호는 단순히 데이터를 식별하는 용도로 사용되는데, UDP는 패킷에 목적지 포트 번호를 추가하여 데이터를 전송하고, 수신자는 해당 포트 번호를 통해 패킷을 수신한다

같은 포트로 여러 요청이 오는 경우, 처리 방식은 주로 서버의 구현 방식과 해당 프로토콜에 따라 다를 수 있다.
다음 내용들을 고려해서 처리한다.

1. 로드 밸런싱을 이용하여 다른 여러 서버로 요청을 분산
2. 요청 큐 또는 내부 버피링을 이용하여 요청을 순차적으로 처리하거나 우선순위에 따라 처리
3. 멀티 스레드나 비동기를 이용해 여러 요청을 처리한다.

포트번호가 겹치게 되면 어떻게 되는가?

포트번호는 애플리케이션 간에 포트 번호를 고유하게 식별하기 위해 사용되는데
같은 포트를 사용하는 애플리케이션이 실행되면 충돌한다.
또는 연결 요청을 거부하게 된다.

[JoosungKwon]

OSI 7계층에서 포트번호를 어떻게 구분하고 처리하는지?

• 포트번호는 OSI 7계층에서 네트워크 계층에서 사용된다. 네트워크 계층은 IP 주소와 포트 번호를 사용하여 두 호스트 간의 고유한 연결을 관리한다.

처리 프로세스가 어떻게 되는지?

• 우리가 흔히 부르는 Socket은 IP주소, 프로토콜, 포트번호의 조합으로 만들어진 고유한 연결이다. 이는 OS에서 4계층 까지의 연결을 추상화한 것이다. 포트번호는 각각의 Socket을 구분하기 위한 식별자의 역할을 하며 OS에서는 포트번호를 통해 Socket을 식별하고 데이터를 전달 및 관리한다.

포트번호가 겹치게 되면 어떻게 되는가?

• 포트번호가 겹치게 되면 포트번호 충돌 오류를 발생하여 두 애플리케이션이 서로 데이터를 주고받을 수 없다.

• 같은 IP 주소와 프로토콜, 출발지 포트, 도착지 포트가 전부 동일한 경우에만 문제가 발생한다.

참고
https://youtu.be/X73Jl2nsqiE (1부)
https://youtu.be/WwseO8l8rZc (2부)