네트워크 패킷(Network Packet)이란? / 정의/ 패킷 손실

네트워크 패킷(Network Packet)이란? / 정의

 

패킷(Packet)이란 네트워크에서 출발지와 목적지간에 라우팅 되는 데이터 단위입니다. 네트워크 패킷은 사용자 데이터와 제어정보로 이루어지며, 사용자 데이터는 페이로드라고 합니다. 제어 정보는 페이로드를 전달하기 위한 정보입니다.  예를 들어, 이메일과 웹 페이지는 네트워크 패킷을 사용하여 사용자와 수신자에게 정보를 주고받습니다. 전송되는 각 패킷에는 소스 및 대상, 프로토콜 또는 ID와 같은 정보가 포함됩니다.
OSI 모델에 의해 설계된 개념적 프레임 워크는 데이터가 전송되기 전에 더 작은 계층으로 분할되고 목적지 주소에 도달할 때 잘 조립되는 다양한 프로토콜을 제공합니다. 일반적으로 우리가 사용하는 네트워크는 이더넷에서 파생된 물리적 네트워크를 통하여 전송되는 TCP/IP 프로토콜 스택에서 작용합니다. 세그먼트는 전송 프로토콜에서 네트워크 계층으로 전송되는 데이터 단위입니다.

 

네트워크 패킷과 우편

 

네트워크 패킷의 구성요소

 

네트워크 패킷은 헤더, 페이로드 및 트레일러의 세 부분으로 구성됩니다. 네트워크 패킷은 개념적으로 우편 패키지로 생각할 수 있습니다. 헤더는 상자와 봉투, 페이로드는 내용, 트레일러는 서명입니다.

• 헤더 : 헤더에는 소스 주소, 대상 주소, 프로토콜 및 패킷 번호가 포함됩니다. 패킷의 출처를 나타내는 소스 주소와 수신 IP주소를 나타내는 대상 주소, 프로토콜 및 패킷 번호가 포함됩니다. 이는 이메일, 웹페이지, 비디오 등 전송 중인 패킷 유형을 식별하는데 도움이 됩니다. 각 패킷에는 두 개의 식별 번호가 있는데 첫 번째는 정보 조각이 분할된 패킷 수를 나타내고, 두 번째는 완전한 정보의 일부로서 개별 패킷의 위치를 나타냅니다.
• 페이로드 : 패킷에 의해 전송되는 실제 데이터를 나타내는 것으로, 데이터라고도 합니다. 네트워크에 따라 크기는 48Byte~4KByte까지 다양합니다. 페이로드는 헤더 정보가 목적지에 도달할 때 패킷에서 제거되므로 소스 및 목적지에서 수신하는 유일한 데이터입니다.
• 트레일러 : 패킷 트레일러의 내용은 각 네트워크 유형에 따라 다릅니다. 일반적으로 트레일러에는 수신 장치에 패킷 끝까지 도달했음을 알리는 몇 비트와 컴퓨터가 모든 패킷이 완전히 수신되었는지 확인할 수 있는 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 포함되어 있습니다. 

 

네트워크 패킷 손실의 원인과 해결방법

 

패킷이 삭제되었거나 전송 중에 손실되어 QoE(체감품질)가 낮아서 패킷이 대상에 도달할 수 없을 때 발생합니다. 패킷 손실은 여러가지 원인이 있습니다. 첫 번째로 네트워크 정체입니다. 네트워크가 트래픽으로 정체되어 최대 용량에 도달할 때, 패킷은 전달될 순서를 기다리지만 연결이 너무 느려 더 이상 패킷을 저장할 수 없는 경우 네트워크가 따라잡을 수 있도록 폐기됩니다. 다행히도 오늘날 애플리케이션은 데이터를 자동으로 재전송하거나 전송 속도를 늦추어 폐기된 패킷을 정상적으로 처리할 수 있습니다. 두 번째로 소프트웨어의 엄격한 테스트를 수행하지 않았거나 소프트웨어 업데이트 이후 버그가 도입되니 경우 의도하지 않은 네트워크 동작이 발생할 수 있습니다. 재부팅하면 해결이 될 때도 있지만 소프트웨어를 업데이트하거나 패치해야 하는 경우도 있습니다. 세 번째로 네트워크 스위치 및 라우터가 결함이 있거나 오래된 네트워크 하드웨어는 네트워크 트래픽을 느리게 할 수 있습니다. 패킷 손실과 연결이 끊기기 시작하면 처리량을 관리할 수 있도록 하드웨어를 수정하고 업데이트해야 합니다.
마지막으로 소프트웨어 및 하드웨어 문제 외에도 보안 위협으로 인하여 패킷 손실이 발생할 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 사이버 범죄자들이 자주 하는 공격 중 하나가 패킷 드롭 공격입니다. 악의적인 공격자는 라우터를 제어하고 패킷을 데이터 스트림에 드롭하는 명령을 보냅니다. 네트워크에서 갑자기 높은 비율의 패킷 손실이 발생하면 사이버 공격에 의한 것일 수 있습니다.

 

패킷 손실은 원인에 따라 해결방안을 고려해 볼 수 있습니다. 하드웨어에 결함이있는 경우, 일반적으로 하드웨어를 최대 처리량을 처리할 수 있는 새 어플라이언스로 교체해야 합니다. 네트워크 정체가 원인인 경우 여러 옵션을 사용하고, 링크의 대역폭을 늘리면 혼잡을 줄이는 데 도움이 될 수 있으며 네트워크의 실시간 트래픽에 대해 더 높은 우선순위를 설정할 수 있는 QoS (서비스 품질) 솔루션을 고려할 수도 있습니다.