Chapter 02. 네트워크 기초 활용하기

1. 네트워크

• 네트워크란 원하는 정보를 원하는 수신자 또는 기기에 정확하게 전송하기 위한 기반 인프라
• WAN - 광대역 네트워크
• LAN - 근거리 네트워크

2. OSI(Open System Interconnection) 7계층 (아파서 티내다, 피나다)

계층 이름	설명	프로토콜	전송 단위	장비
응용 계층 Application Layer	사용자와 네트워크 간 응용서비스 연결, 데이터 생성	HTTP FTP	데이터 Data	호스트 (PC 등)
표현 계층 Presentation Layer	데이터 형식 설정, 부호교환, 암/복호화	JPEG MPEG
세션 계층 Session Layer	송수신 간의 논리적인 연결 연결 접속, 동기 제어	RPC NetBIOS
전송 계층 Transport Layer	송수신 프로세스 간의 연결 신뢰성 있는 통신 보장 데이터 분할, 재조립, 흐름 제어, 오류 제어, 혼잡 제어	TCP UDP	세그먼트 Segment	L4 스위치
네트워크 계층 Network Layer	단말기 간 데이터 전송을 위한  최적화된 경로 제공	IP CMP	패킷 Packet	라우터
데이터링크 계층 Data Link Layer	인접 시스템 간 데이터 전송, 전송 오류 제어 동기ㅗ하, 오류 제어, 흐름 제어, 회선 제어	HDLC PPP	프레임 Frame	브리지 스위치
물리 계층 Physical Layer	0과 1의 비트 정보를 회선에 보내기 위한 전기적 신호 변환	RS-232C	비트 bit	허브 리피터

3. 프로토콜

• 프로토콜은 서로 다른 시스템이나 기기들 간의 데이터 교환을 원활히 하기 위한 표준화된 통신 규약
• 컴퓨터가 메시지를 전달하고, 메시지가 제대로 도착했는지 확인하며, 도착하지 않았을 경우 메시지를 재전송하는 일련의 방법을 '기술적 은어'를 뜻함

4. 프로토콜 기본 3요소 (구의타)

• 구문 (Syntax) : 시스템 간의 정보 전송을 위한데이터 형식, 코딩, 신호 레벨 등의 규정
• 의미 (Semantic) : 시스템 간의 정보 전송을 위한 제어 정보로 조정과 에러 처리를 위한 규정
• 타이밍 (Timing) : 시스템 간의 정보 전송을 위한 속도 조절과 순서 관리 규정

5. 프로토콜 특징

• 단편화 : 전송이 가능한 작은 블록으로 나누어지는 기법
• 재조립 : 단편화되어 온 조각들을 원래 데이터로 복원하는 기법
• 캡슐화 : 상위 계층의 데이터에 각종 정보를 추가하여 하위 계층으로 보내는 기법
• 연결 제어 : 데이터의 전송량이나 속도를 제어하는 기법
• 오류 제어 : 전송 중 잃어버리는 데이터나 오류가 발생한 데이터를 검증하는 제어 기법
• 동기화 : 송신과 수신 측의 시점을 맞추는 기법
• 다중화 : 하나의 통신 회선에 여러 기기들이 접속할 수 있는 기술
• 주소 지정 : 송신과 수신지의 주소를 부여하여 정확한 데이터 전송을 보장하는 기법

6. 데이터 링크 계층 프로토콜

• HDLC (High-level Data Link Control)
  • 점대점 방식이나 다중 방식의 통신에 사용되는 ISO에서 표준화한 동기식 비트 중심의 데이터 링크 프로토콜
• PPP (Point-to-Point Protocol)
  • 네트워크 분야에서 두 통신 노드 간의 직접적인 연결을 위해 일반적으로 사용되는 데이터 링크 프로토콜
• Frame Relay
  • 프로토콜 처리를 간략화하여 단순히 데이터 프레임들의 중계기능과 다중화 기능만 수행함으로써 데이터 처리속도의 향상 및 전송지연을 감소시키는 고속의 데이터 전송 기술
• ATM (Asynchronous Transport Mode)
  • 정보전달의 기본 단위를 53바이트 셀 단위로 전달하는 비동기식 시분할 다중화 방식의 패킷형 전송 기술

7. 네트워크 계층 츠로토콜

• IP (Internet Protocol)
  • 송수신 간의 패킷 단위로 데이터를 교환하는 네트워크에서 정보를 주고 받는데 사용하는 통신 프로토콜
• ARP (Address Resolution Protocol)
  • IP 네트워크상에서 IP 주소를 MAC 주소(물리주소)로 변환하는 프로토콜
• RARP(Reverse Address Resolution Protocol)
  • IP 호스트가 자신의 물리 네트워크 주소는 알지만 IP주소는 모르는 경우, 서버로부터 IP 주소를 요청하기 위해 사용하는 프로토콜
• ICMP (Internet Control Message Protocol)
  • IP 패킷을 처리할 때 발생되는 문제를 알려주는 프로토콜 메시지 형식은 8바이트의 헤더와 가변 길이의 데이터 영역으로 분리
  • 수신지 도달 불가 메시지는 수신지 또는 서비스에 도달할 수 없는 호스트를 통지하는데 사용
  • ICMP 프로토콜을 사용해서 ping 유틸리티의 구현을 통해 오류가 발생했음을 알리는 기능 수행
• IGMP (Internet Group Management Protocol)
  • 인터넷 그룹 관리 프로토콜은 호스트 컴퓨터와 인접 라우터가 멀티캐스트 그룹 멤버십을 구성하는데 사용하는 통신 프로토콜
  • 화상회의, IPTV에서 활용되는 프로토콜
  • IGMP 기능에는 그룹 가입, 멤버십 감시, 멤버십 응답, 멤버쉽 탈퇴가 있음
• 라우팅 프로토콜 (Routing Protocol)
  • 데이터 전송을 위해 목적지까지 갈 수 있는 여러 경로 중 최적의 경로를 설정해주는 라이터 간의 상호 통신 프로토콜

8. IPv4 헤더 구조 (버헤타토 아플프 타플해 소데옵페)

Version	Header Length	Type of Service	Total Length
Identification			Flags	Fragment Offsett
Time to Live (TTL)		Protocol type	Header Checksum
Source Address
Destination Address
Option
Data Padding

9. IPv4 주소 체계

• 10진수로 총 12자리이며, 네 부분으로 나뉨

분류	설명	범위
A 클래스	A 클래스는 가장 높은 단위의 클래스로서, 1~126 (0,127로 시작된 IP는 예약됨) 범위의 IP 주소를 가짐 두 번째, 세번째, 네 번째 단위의 세 숫자는 A 클래스가 자유롭게 네트워크 사용자에게 부여가 가능한 IP임	0.0.0.0 ~ 127.255.255.255
B 클래스	B 클래스는 두 번째로 높은 단위으 클래스로써, 첫 번째 단위의 세 숫자는 128~191 가운데 하나를 가짐 두 번째 단위의 세 숫자는 B 클래스가 접속할 수 있는 네트워크를 제시	128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
C 클래스	C 클래스는 최 하위의 클래스로서, 아이피 구성에서 첫 번째 단위의 세 숫자는 192~223 가운데 하나를 가짐 두 번째와 세 번째 단위의 세 숫자는 C 클래스가 접속할 수 있는 네트워크를 지시 C 클래스가 자유로이 부여할 수 있는 아이피는 마지막 네번 째 단위의 254개 (2개는 예약)	192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
D 클래스	멀티캐스트 용도로 예약된 주소	224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
E 클래스	연구를 위해 예약된 주소	240.0.0.0 ~ 255.255.255.255

10. IPv6

• 인터넷 프로토콜 스택 중 네트워크 계층의 프로토콜로서 버전 6 인터넷 프로토콜로 제정된 차세데 인터넷 프로토콜
• IP 주소의 확장 : IPv4의 기존 32 비트 주소 공간에서 벗어나, IPv6는 128 비트 주소 공간을 제공
• 이동성
• 인증 및 보안 기능
• 개선된 QoS 지원
• Plug&Play 지원
• Ad-hoc 네트워크 지원
• 단순 헤더 적용
• 실시간 패킷 추적 가능

11. IPv6 헤더 구조 (버트플 페넥홉 소데)

Version		Traffic Class		Flow Label
Payload Length					Next Header		Hop Limit
Source Address
Destination Address

12. IPv4와 IPv6 특징

구분	IPv4	IPv6
주소 길이	32 Bit	128Bit
전송 방식	(유멀브) 유니캐스트 멀티캐스트 브로드캐스트	(유멀애) 유니캐스트 멀티캐스트 애니캐스트

13. IPv4에서 IPv6으로 전환 방법

• 듀얼 스택
• 터널링
• 주소 변환

14. 멀티캐스트 프로토콜

• 멀티캐스트 프로토콜은 인터넷에서 같은 내용의 데이터를 여러 명의 특정한 그룹의 수신자들에게 동시에 전송할 수 있는 프로토콜

15. 유니캐스트 프로토콜

• 유니캐스트 프로토콜은 고유 주소로 식별된 하나의 네트워크 목적지에 1:1로 트래픽 또는 메시지를 전송하는 프로토콜

16. 브로드캐스트 프로토콜

• 브로드캐스트 프로토콜은 하나의 송신자가 같은 서브 네트워크 상의 모든 수신자에게 데이터를 전송하는 프로토콜

17. 애니캐스트 프로토콜

• 애니캐스트 프로토콜은 단일 송신자로부터 데이터그램을 토폴로지상의 잠재적 수진자 그룹 안에서 가장 가까운 노드로 연결시키는 전송 프로토콜

18. 라우팅 프로토콜

• RIP (Routing Information Protocol)
  • RIP는 AS(Autonomous System; 자치시스템; 자율시스템)내에서 사용하는 거리 벡터 알고리즘에 기초하여 개발된 내부 라우팅 프로토콜
  • 벨만-포드 알고리즘 사용
  • 15홉 제한
  • UDP 사용
  • 30초마다 정보 공유
• OSPF(Open Shortest Path First)
  • OSPF는 규모가 크고 복잡한 TCP/IP 네트워크에서 RIP의 단점을 개선하기 위해 자신을 기준으로 링크 상태 알고리즘을 적용하여 최단 경로를 찾는 라우팅 프로토콜
  • 다익스트라 알고리즘 사용
  • 라우팅 매트릭 지정
  • AS 분할 사용
  • 홈 카운트 무제한
• BGP (Border Gateway Protocol)
  • BGP는 AS 상호 간에 경로 정보를 교환하기 위한 라우팅 프로토콜
• 라우팅 알고리즘
  • 거리벡터 알고리즘
  • 링크 상태 알고리즘

19. TCP (Transmission Control Protocol)

• 전송 제어 프로토콜은 인터넷 프로토콜 스위트의 핵심 프로토콜 중 하나로, IP와 함께 TCP/IP라는 명칭으로 사용됨
• TCP는 전송 계층에 위치하면서 근거리 통신망이나 인트라넷, 이넡넷에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟을 안정적으로, 순서대로, 에러없이 교환할 수 있게 해주는 프로토콜

20. TCP 특징 (신연흐혼)

• 신뢰성 보장
• 연결 지향적 특징
• 흐름 제어
• 혼잡 제어

21. TCP 헤더 구조 (소데씨엑 헤라플윈 체어옵데)

Source Port								Destination Port
Sequence Number
Acknowledge Number
H.L.	Reserved	U R G	A C K	P S H	R S T	S Y N	F I N	Window Size
Checksum								Urgent Point
Option and Padding
Data

22. UDP 특징

• 비신뢰성
• 순서화되지 않은 데이터그램 서비스 제공
• 실시간  응용 멀티테스팅 가능
• 단순 헤더

23. UDP 헤더 구조 (소데 랭체다)

Source Port Number	Destination Port Number
UDP Length	UDP Checksum
Data