응용 SW 기초 기술 활용 (통신) - (프로그래밍 언어 활용) [정보처리기사 필기]

 

인터넷

TCP/IP 프로토콜을 기반으로 네트워크들이 연결된 광범위 통신망.

최초의 인터넷망으로 미 국방성에서 UCLA와 SRI 연구소 간 연결을 한 것을 아파넷이라 칭함.

유닉스 운영체제를 기반, 고유한 IP주소를 통해 디바이스 간 통신.

컴퓨터, 네트워크를 연결하기 위해 브리지, 라우터, 게이트웨이가 사용됨.

백본(BackBone) : 동일, 혹은 다른네트워크를 연결하여 중추적 역할을 하는 네트워크.

 

IP주소 (Internet Protocol Address)

Network Layer에서 주요 프로토콜인 IP에서 사용되는 주소.

IP datagram 내에서 source/ destination IP 주소가 담겨 있음

인터넷에 연결된 컴퓨터(노드)를 구분하기 위함

기존에는 총 32비트 (8비트 4부분)으로 구성하여 클래스로 나눔.

너무 유연하지 못하여, 이제는 클래스를 굳이 구분하지 않은 CLDR (Classless Inter Domain Routing) 방식 사용.

 

Subnetting

할당된 네트워크 주소를 다시 여러개의 작은 네트워크로 나누어 사용하는 것.

-> 위의 4바이트(32비트) IP 주소를 네트워크/호스트 주소를 구분하기 위해 [서브넷 마스크] 사용

 

IPv6

IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발 (32비트 -> 128비트), 빠른 자료 전송 속도

인증성, 기밀성, 데이터 무결성의 지원으로 보안 문제 해결.

인증성 : 사용자의 식별과 접근 권한 검증

기밀성 : 인가된 사용자에게만 시스템 내의 정보와 자료 접근 허용

무결성 : 인가된 사용자에게만 시스템 내의 정보 수정

 

도메인 주소

비트인 IP주소를 사람이 이해하기 쉬운 문자로 바꾼 것.

ex) 123.45.0.6 -> www.abcde.com

DNS 서버에서 도메인 주소를 ip주소로 변환하여 통신하게 해줌.

 

OSI 모델

시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO에서 제안한 통신 프로토콜.

1) 물리 계층 (Physical Layer)

• 두 장치 간 물리적 전송에 필요한 기계적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의한다. (신호 등)
• RS-232C, X.21 등의 표준이 존재.
• 리피터, 허브 등의 장비 사용
• 데이터 단위 : Bit

2) 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

• 두 인접 시스템들 간의 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 가능하게 함.
• 오류 검출 및 제어, 흐름 제어, 프레임 동기화
• HDLC, MAC, LAPD, ppp 등의 표준 프로토콜 존재
• 브릿지, 스위치 등의 장비 사용
• 데이터 단위 : Frame

3) 네트워크 계층 (Network Layer)

• 시스템들 간의 네트워크 연결을 관리, 발신지로부터 목적지로 패킷 전달.
• 네트워크 연결 설정, 유지, 해제
• IP, ARP, ICMP, IGMP 등의 표준 프로토콜 존재
• 라우터 등의 장비 사용
• 데이터 단위 : Packet

4) 전송 계층 (Transport Layer)

• 논리적 안정, 균일한 전송 서비스, 종단 시스템 간 투명한 데이터 전송
• 전송 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제
• TCP, UDP 등 프로토콜 존재
• 게이트웨이 장비 사용
• 데이터 단위 : Segment (TCP), Datagram (UDP)

5) 세션 계층 (Session Layer)

• 사용자 간 포트(세션) 연결이 유효한지 확인, 설정 (관련성 유지)
• 동기점 : 송 수신간의 동기를 위해 일정한 부분에 정보를 두어 수신 상태를 체크하는 포인트
• SSH, TLS 등의 프로토콜 존재
• 데이터 단위 : Message

6) 표현 계층 (Presentation Layer)

• 응용 계층에서 받은 데이터를, 세션 계층으로 봬기 위해 변환
• 코드 변환, 구문 검색, 암호화, 데이터 압축 등의 기능
• 데이터 단위 : Message

7) 응용 계층 (Application Layer)

• 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 서비스 제공
• 프로세스 간 정보 교환, 가상 터미널 등의 기능
• HTTP, DHCP, DNS, FTP 등의 프로토콜
• 데이터 단위 : Message

 

네트워크 장비

[물리 계층]

허브

가까운 거리의 컴퓨터를 연결하는 장치

회선을 통합적으로 관리, 신호 증폭을 하는 리피터의 역할

더미 허브 : 네트워크에 흐르는 모든 데이터를 단순히 연결, LAN이 보유한 대역폭을 나누어 제공

스위칭 허브 : 네트워크상에 흐르는 데이터의 유무, 흐름을 제어하여 각 노드가 최대 대역폭을 사용할 수 있는 허브

리피터

전송되는 신호가 원래와 다르게 왜곡되거나 약해질 경우 원로의 신호로 재생하여 다시 전송하는 역할

 

[데이터 링크 계층]

브릿지

LAN과 LAN을 연결, 혹은 LAN 안에서의 컴퓨터 그룹을 연결

데이터 링크 계층 중 MAC 계층에서 사용 (MAC 브릿지)

스위치

LAN과 LAN을 연결하여 훨씬 더 큰 LAN을 만드는 장치

포트마다 다른 전송속도를 지원하도록 제어 가능, 수백개 포트 지원

 

[네트워크 계층]

라우터

LAN과 LAN의 연결 기능에 데이터 전송의 최적 경로를 선택할 수 있는 기능 추가

서로 다른 LAN, WAN 연결도 수행 가능

Routing Table을 유지하여 이를 통해 경로를 선택

 

[전송 계층]

게이트웨이

모든 계층의 프로토콜 구조가 다른 네트워크의 연결을 수행 (ex) OSI 7계층-> TCP/IP 4계층)

LAN에서 다른 네트워크에 데이터를 송수신하는 역할

세션, 표현, 응용 계층을 연결하여 데이터 형식, 주소, 프로토콜 변환 등을 수행

 

프로토콜

서로 다른 기기들 간의 데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있도록 표준화 시켜 놓은 통신 규약

 

프로토콜 기본 요소

구문(Syntax) : 전송하고자 하는 데이터의 형식, 부호화, 신호 레벨 등 규정

의미(Sematics) : 두 기기 간의 효율적이고 정확한 정보 전송을 위한 협조 사항과 오류 관리를 위한 제어 정보를 규정

시간(Timing) : 두 기기 간의 통신 속도, 메시지의 순서 제어 등을 규정

 

프로토콜 기능

단편화 : 송신 측에서 전송한 데이터를 전송에 알맞는 작은 크기의 블록으로 자르기

재결합 : 단편화된 데이터를 수신측에서 다시 모으기

캡슐화 : 단편화 된 데이터에 주소, 오류검출코드, 프로토콜 제어 정보 추가

흐름 제어 : 수신 측에서 송신측의 데이터 전송 속도나 전송량 제어 (stop-n-wait, sliding window 등 사용)

오류 제어 : 전송 중에 발생하는 오류를 검출하고 정정하여 데이터, 제어정보 파손 대비 (checksum 등 사용)

동기화 : 송 수신측이 같은 상태를 유지하도록 타이밍을 맞추는 기능

순서 제어 : 전송되는 데이터 블록에 순서를 부여하여 연결이 되게 함 (흐름 제어 및 오류 제어 용이)

주소 지정 : 데이터가 목적지까지 전송될 수 있도록 목적지 이름, 주소, 경로를 부여

다중화 : 한 회선을 여러 가입자들이 사용하도록 하는 기능

경로 제어 : 송 수신간의 송신 경로 중에서 최적의 패킷 교환 경로를 설정하는 기능

전송 서비스 : 전송하려는 ㅅ데이터가 사용하도록 하는 별도의 부가 서비스

 

TCP/IP

인터넷에 연결된 서로 다른 기종의 컴퓨터들이 데이터를 주고 받을 수 있도록 하는 표준 프로토콜

OSI 4계층의 TCP와 3계층의 IP가 결합

인터넷에 연결된 서로 다른 기종의 컴퓨터들이 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 표준 프로토콜

TCP(Transmission Control Protocol)	- 신뢰성 있는 연결형 서비스 - 패킷의 다중화, 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능 제공 - 스트림 전송 기능 제공
IP(Internet Protocol)	- 데이터그램을 기반으로 하는 비연결형 서비스 - 패킷의 분해/조립, 주소 지정, 경로 선택 기능 제공 - 헤더의 길이는 최소 20Byte에서 최대 60Byte

연결형 : 송수신측 간을 논리적으로 연결 후 데이터 전송 (ex) 3계층 패킷 교환 방식 중 Virtual circuit)
비연결형 : 송수신측 간 논리적으로 연결 없이 데이터를 독립적으로 전송 (ex) 3계층 패킷 교환 방식 중 Datagram)

 

TCP/IP - OSI

OSI	TCP/IP	기능
응용 계층표현 계층세션 계층	응용 계층	- 응용 프로그램 간의 데이터 송수신 제공 - TELNET, FTP, SMTP, SNMP, DNS 등
전송 계층	전송 계층	- 호스트들 간의 신뢰성 있는 통신 제공 - TCP, UDP
네트워크 계층	인터넷 계층	- 데이터 전송을 위한 주소 지정, 경로 설정 제공 - IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP
데이터 링크 계층 물리 계층	네트워크 액세스 계층	- 실제 데이터를 송수신하는 역할 - Ethernet, IEEE 802, ARQ 등

 

응용 계층 주요 프로토콜

FTP(File Transfer Protocol)	- 컴퓨터와 컴퓨터, 컴퓨터와 인터넷 사이에서 파일을 주고받을 수 있도록 하는 원격 파일 전송 프로토콜
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)	- 전자 우편을 교환 서비스
TELNET	- 원격 접속 서비스 - 프로그램 실행하는 등 시스템 관리 작업을 할 수 있는 가상의 터미널기능 수행
SNMP(Simple Network Management Protocol)	-TCP/IP 네트워크 관리 프로토콜 - 라우터나 허브 등 네트워크 기기의 네트워크 정보를 네트워크 관리 시스템에 보내는 데 사용
DNS(Domain Name Sysetem)	-도메인 네임을 IP주소로 매핑하는 시스템
HTTP(Hyepr Text Transfer Protocol)	-www에서 HTML 문서를 송수신 하기 위한 표준 프로토콜

 

전송 계층 주요 프로토콜

TCP(Transmission Control Protocol)	- 양방향 연결형 서비스 제공 - 가상 회선 연결 형태, 고정경로O - 스트림 위주의 전달(패킷 단위)을 함- 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 등
UDP(User Datagram Protocol)	- 비연결형 서비스 제공, 데이터그램 방식, 고정경로X - 오버헤드 적음 - 실시간 전송 유리 - 신뢰성보다는 속도 중시
RTCP(Real-Time Control Protocol)	- RTP 패킷의 전송 품질을 제어하기 위한 제어 프로토콜 -세션 참가자들에게 제어 정보 전송, 모니터링

 

인터넷 계층 주요 프로토콜

IP	- 전송할 데이터에 주소 지정, 경로 설정 - 비연결형 데이터그램 방식 사용, 신뢰성 보장X
ICMP(Internet Control Message Protocol)	- IP와 조합하여 통신중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로 변경 등을 위한 제어 메시지를 관리 - 헤더8바이트
IGMP(Internet Group Message Protocol)	- 멀티캐스트를 지원하는 호스트나 라우터 사이에서 멀티캐스트 그룹 유지 위해 사용
ARP(Address Resolution Protocol)	- 호스트의 IP주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속 장치의 물리적 주소(MAC 주소)로 바꿈
PARP(Reverse Address Resolution Protocol)	- ARP와 반대로 물리적 주소(MAC)를 IP 주소로 변환하는 기능

 

네트워크 엑세스 계층 주요 프로토콜

IEEE 802	LAN을 위한 표준 프로토콜
802.3(Ethernet)	CSMA/CD 방식 LAN
802.4	토큰 박스
802.5	토큰 링
802.11	무선 LAN
HDLC	비트 위주의 데이터 링크 제어 프로토콜
X.25	패킷 교환망을 통한 DTE(신호 단말 장치)와 DCE(신호 통신 장비) 간의 인터페이스 제공하는 프로토콜
RS-232C	공중 전화 교환망(RSTN)을 통한 DTE와 DCE간의 인터페이스 제공하는 프로토콜