통신 프로토콜은 컴퓨터 네트워크나 통신 시스템에서 데이터를 교환하기 위한 형식·절차·규칙의 집합이다. 프로토콜은 송신 측과 수신 측이 데이터를 올바르게 인코딩, 전송, 디코딩, 오류 검출·복구 등을 수행하도록 정의한다. 일반적으로 계층화된 구조를 채택하여 복잡성을 관리하며, 각 계층은 특정 기능을 담당한다.
주요 특징
- 표준화 – 국제 표준화 기구(ISO), 인터넷 엔지니어링 태스크 포스(IETF), 3GPP 등에서 제정한 규격을 기반으로 한다.
- 계층 구조 – OSI 7계층 모델이나 TCP/IP 4계층 모델 등에서 기능을 구분한다. 하위 계층은 물리적 전송·전기적 신호를, 상위 계층은 세션 관리·응용 서비스를 정의한다.
- 인터페이스 정의 – 각 계층 간에 교환되는 데이터 형식(PDU, 프레임, 패킷 등)과 제어 메시지를 명시한다.
- 오류 처리 – 전송 오류 검출(체크섬, CRC 등) 및 재전송 메커니즘을 포함한다.
대표적인 통신 프로토콜
| 계층 | 프로토콜 | 주요 용도 |
|---|---|---|
| 응용 | HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, DNS | 웹, 파일 전송, 메일, 도메인 이름 서비스 |
| 전송 | TCP, UDP | 신뢰성 보장(서버-클라이언트) 및 비신뢰성 전송 |
| 네트워크 | IP (IPv4, IPv6) | 주소 지정 및 라우팅 |
| 데이터 링크 | Ethernet, PPP, MAC | 물리 매체 위의 프레임 전송 |
| 물리 | IEEE 802.3 (이더넷), RS-232 | 전기·광신호 정의 |
프로토콜 설계와 구현
- 명세서: RFC(Request for Comments) 문서, ISO/IEC 표준 등으로 공식화된다.
- 상호 운용성: 다양한 제조업체·소프트웨어가 동일한 프로토콜을 구현함으로써 호환성을 확보한다.
- 보안: TLS/SSL, IPsec 등 암호화·인증을 추가한 보안 프로토콜이 기본 프로토콜 위에 계층화된다.
관련 개념
- 프로토콜 스택: 여러 프로토콜을 계층적으로 결합한 전체 구조(예: TCP/IP 스택).
- 프로토콜 설계 원칙: 단순성, 모듈성, 확장성, 호환성 등을 목표로 한다.
- 표준화 과정: 제안·검토·합의·발행 단계로 진행되며, 공개 토론을 통해 의견이 반영된다.
통신 프로토콜은 현대 디지털 통신의 기반을 이루며, 네트워크 장치·응용 프로그램·사용자 간의 원활한 정보 교환을 가능하게 한다.
