TCP/IP 통신 완벽 정리 – 개념부터 활용까지

TCP/IP는 인터넷과 대부분의 네트워크에서 사용되는 표준 프로토콜 스택이다.
컴퓨터, 서버, IoT 장비 등 다양한 네트워크 장치 간 데이터 통신을 안정적이고 효율적으로 수행할 수 있도록 설계되었다.

이번 글에서는 TCP/IP의 개념, 동작 원리, 주요 프로토콜, 네트워크 계층 구조, 그리고 RS485 및 RS422와의 차이점까지 자세히 알아보겠다.

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1. TCP/IP란?

TCP/IP는 Transmission Control Protocol / Internet Protocol의 약자로,
인터넷과 로컬 네트워크에서 데이터 전송을 담당하는 기본 프로토콜이다.

✅ 패킷(packet) 단위로 데이터를 전송하여 신뢰성을 보장한다.
✅ IP 주소를 기반으로 장치 간 데이터를 송·수신할 수 있다.
✅ 네트워크 장비(PC, 서버, IoT 기기 등) 간 원활한 통신을 가능하게 한다.

📌 TCP/IP는 단일 프로토콜이 아니라, 여러 프로토콜이 모여서 만들어진 프로토콜 스택이다.
📌 OSI 7계층 모델과 유사한 개념이지만, 더 실용적이고 널리 사용된다.

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2. TCP/IP의 주요 특징

① 패킷 기반 통신

TCP/IP는 데이터를 작은 패킷(Packet) 단위로 쪼개서 전송한다.
패킷 단위로 데이터를 전송하면,
✅ 데이터 손실 시 재전송이 가능하며,
✅ 네트워크 부하를 줄이고 속도를 향상시킬 수 있다.

② 네트워크 계층 구조 (4계층 모델)

TCP/IP는 4계층 모델로 구성된다.

TCP/IP 계층 역할 주요 프로토콜

응용 계층	사용자 인터페이스 제공	HTTP, FTP, SMTP, DNS
전송 계층	신뢰성 있는 데이터 전송	TCP, UDP
인터넷 계층	IP 주소 기반 라우팅	IP, ICMP, ARP
네트워크 접근 계층	물리적 데이터 전송	이더넷, Wi-Fi, PPP

✅ TCP는 신뢰성 높은 전송을 제공하며, UDP는 빠른 속도를 제공한다.
✅ IP는 송·수신 장치를 식별하고, 패킷을 목적지까지 라우팅한다.

③ 유연한 네트워크 연결 지원

TCP/IP는 유선 및 무선 네트워크에서 모두 동작할 수 있다.
✅ LAN(Local Area Network) – 사내 네트워크, 공장 자동화
✅ WAN(Wide Area Network) – 인터넷, 클라우드 서버
✅ IoT(Internet of Things) – 스마트 홈, 센서 네트워크

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3. TCP와 UDP의 차이점

TCP/IP의 전송 계층에는 TCP와 UDP라는 두 가지 프로토콜이 존재한다.

구분 TCP UDP

연결 방식	연결형 (Connection-oriented)	비연결형 (Connectionless)
신뢰성	데이터 손실 없음 (재전송 지원)	데이터 손실 가능
속도	상대적으로 느림	빠름
사용 예시	웹 브라우징, 이메일, 파일 전송	스트리밍, 온라인 게임, VoIP

📌 TCP는 데이터의 정확성을 보장하지만 속도가 느리고, UDP는 속도가 빠르지만 데이터 손실 가능성이 있다.
📌 웹사이트, 이메일은 TCP를 사용하고, 영상 스트리밍, 게임은 UDP를 사용한다.

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4. TCP/IP 통신의 동작 원리

① 데이터 패킷 생성

• 송신 장치(PC, 서버)는 데이터를 패킷(packet) 단위로 나눈다.
• 패킷은 송신자의 IP 주소, 수신자의 IP 주소, 그리고 데이터 내용으로 구성된다.

② 데이터 전송

• 네트워크를 통해 패킷이 목적지까지 전달된다.
• IP 프로토콜이 올바른 경로(Route)를 설정하여 패킷을 라우팅한다.

③ 수신 장치에서 조립

• 수신 장치는 패킷을 수집하여 원래 데이터로 복원한다.
• TCP의 경우, 패킷 손실이 있으면 자동으로 재전송 요청을 한다.

📌 이 과정이 빠르게 이루어지면서 인터넷과 네트워크 통신이 가능해진다.

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5. TCP/IP와 RS485, RS422 비교

항목 TCP/IP RS485 RS422

통신 방식	패킷 기반 (IP 주소 사용)	직렬 통신 (차동 신호)	직렬 통신 (차동 신호)
데이터 전송 방식	패킷 단위 송·수신	반이중 (Half-duplex)	전이중 (Full-duplex)
최대 거리	거리 제한 없음 (라우팅 가능)	1200m	1200m
네트워크 확장성	글로벌 네트워크 가능	로컬 네트워크	로컬 네트워크
데이터 신뢰성	TCP: 신뢰성 높음, UDP: 속도 빠름	충돌 발생 가능 (다중 송신 시)	충돌 없음 (1 송신기 제한)
주요 사용 분야	인터넷, IoT, 클라우드 서버	산업 자동화, 센서 네트워크	의료 장비, 계측 장비

📌 RS485와 RS422는 로컬 네트워크(공장, 기계 장비)에서 사용되지만, TCP/IP는 인터넷 기반 통신에 적합하다.
📌 TCP/IP는 거리에 제한이 없으며, 글로벌 네트워크 확장이 가능하다.

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6. TCP/IP의 활용 분야

🌐 인터넷 네트워크 – 웹사이트, 이메일, 클라우드 서버
🏭 산업 자동화 – IoT 기반 스마트 팩토리, 원격 제어 시스템
📡 통신 및 방송 – 영상 스트리밍, IPTV, VoIP
📊 데이터 센터 및 서버 관리 – 클라우드 컴퓨팅, 원격 데이터 전송

✅ 인터넷과 네트워크가 필요한 모든 시스템에서 TCP/IP가 사용된다.

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7. TCP/IP 설치 및 설정 가이드

① IP 주소 설정

• 네트워크 장치(PC, 서버, IoT 기기)에 고유한 IP 주소를 할당해야 한다.
• 공인 IP(인터넷 연결) 또는 사설 IP(로컬 네트워크)로 설정 가능하다.

② 네트워크 프로토콜 선택

• 신뢰성이 중요한 경우 TCP 사용 (웹, 이메일)
• 빠른 응답 속도가 필요한 경우 UDP 사용 (게임, 스트리밍)

③ 방화벽 및 보안 설정

• TCP/IP는 인터넷 기반이므로 해킹 및 보안 위협에 노출될 가능성이 있다.
• VPN, 방화벽(Firewall), 암호화(SSL/TLS) 설정이 필수적이다.