PART 2 - TCP/IP

[1. OSL 7 계층]

프로토콜

프로토콜 개요

- 어떻게 데이터를 보낼 것이고 데이터 포맷은 어떻게 할 것이고 등에 대한 전반적인 약속이 필요함.

 

프로토콜 구성 요소

- 프로토콜 = 송신자와 수신자 간에 데이터 통신을 위해 서로 간의 규약을 의미함.

프로토콜 구성	설명
구문	데이터 형식, 신호 레벨, 부호화
의미	개체의 조정, 에러 제어 정보
순서	순서 제어, 통신 속도 제어

 

데이터 전송 방식

- 비트 단위 전송 데이터 전송 : SDLC, HDLC 프로토콜 존재

- 바이트 단위 전송 : DDCM 프로토콜

- 문자 단위 전송: DDCM 프로토콜

- ISO 7계층 프로토콜이 대표적임.

 

OSI 7 계층

OSI 7 계층 개요

- 7계층으로 분류해 서로 다른 네트워크 간의 통신 가능하도록 제시함.

 

OSI 7 계층 목표

- 정보가 전달되는 Framework를 제공해서 네트워크 형태에 차이가 발생해도 데이터 통신을 지원함.

- Framework: 작업을 처리하기 위한 기본적인 틀을 의미하고 상세한 부분까지는 정의 X

 

OSI 7 계층 특징

- 개방형 시스템 간에 상호 집속을 위해서 표준화 된 방법을 제시했음.

- OSI 7 계층별로 정보 흐름을 최소화하여 각 계층의 독립성을 향상시켰음.

- 프로토콜의 표준회를 제시하여 효율성 및 생산성을 향상 시킴.

 

계층별 특징

1. application 계층

- 사용자들이 사용하는 프로그램이 있는 계층임.

- 데이터 송신을 위해서 메시지를 만듦.

- 최상위 계층으로 하위 계층의 구조를 몰라도 네트워크를 사용할 수 있음.

- HTTP, FTP, SNMP, SMTP 등이 있음.

 

2. presentation 계층

- 애플리케이션에서 전송한 메시지에 대해서 코드화를 수행

- 사전에 정해진 코드로 변환함.

- 메시지를 압축하여 전송되는 데이터량을 줄음.

- 네트워크 송신 과정에서 스니핑(Sniffing)을 통해서 메시지를 훔쳐볼 수 있기 때문에 암호회를 수행함.

 

3. session 계층

- 송신자와 수신자 간에 통신을 위해서 동기화 신호를 주고받음.

- 세션 연결을 하고 가상 연결을 제공함.

- 통신 방식인 단순, 반이중, 전이중 방식을 결정함

 

4. transport 계층

- 송신자와 수신자 간에 논리적 연결을 수행

- End to End 연결을 관리

- 전송 계층의 프로토콜은 TCP와 UDP 있음

 

5. network 계층

- 수신자의 IP 주소를 읽어서 라우터가 경로를 결정

- 경로 결정은 최단 경로 알고리즘과 같은 라우팅 알고리즘을 사용해서 결정 -> 경로가 결정되면 포워딩 수행함

- IPv4 주소와 IPv6 주소가 있음.

- 네트워크의 에러 확인을 위해서 ICMP 프로토콜을 시용함.

 

6. data link 계층

- 네트워크 계층에서 붙인 IP 헤더에서 IP 주소를 읽어서 하드웨어 주소인 MAC 주소를 구함.

- 에러를 탐지하고 교정

- 네트워크에 부하가 발생하지 않도록 흐름제어 (Flow Control) 함.

 

에러 제어

 에러 제어 개요

- 네트워크를 사용해서 데이터 송신하다 보면 다양한 에러 발생함. 

- FFC, BEC..

 

FEC(Forward Error Control)

- 1의 개수가 짝수인지 홀수인지를 확인해서 에러 여부를 확인하는 패리티 검사 (Parity Check)

- 블록 합계 검사: 특정 합계를 계산해 합계가 맞는지 확인

- 해밍코드 : 에러 발생 시 수정까지 가능

- CRC : 가장 많이 사용됨. Check sum 비트 전송 -> 수신자가 연산하여 에러 여부 확인

 

FEC(Forward Error Correction)

- 송신 측이 특정한 정보 비트를 함께 전송하여 수신 측에서 이 정보 비트로 에러 발생 시 수정하는 방식

- 데이터 전송 과정에서 발생한 오류를 검출하여, 오류를 재전송 요구 없이 수정

- 재전송 요구가 없어 역 채널이 필요 없고 연속적인 데이터 전송이 가능

- 오류 검출 및 수정을 위한 잉여 비트들이 추가로 전송되므로 전송 효율 감소

- 해밍 코드와상승코드 방식0| 있음

 

BEC(Backward Error Correction)

- Stop and Wait 방식 : 송신자가 데이터를 전송하고 수신웅답이 오면 다음 데이터를 전송함.

- Go—Back-N 방식 : 수신자가 데이터를 수신 받지 못할 경우 마지막으로 수신 받은 데이터 이후의 모든 데이터를 재전송하는 방법. TCP 프로토콜에서 사용

- Selective repeat 방식 : 수신자가 수신 받은 데이터 중에서 중간에 빠져 있는 것만 재전송하는 방식으로 에러를 처리

 

[2. TCP/IP 계층]

TCP/IP 계층

1. applicaion 계층

- 애플리케이션 계층은 시용자들이 시용하는 프로그램이 있는 계층

- FTP, Telnet, SSH, HITP, SMTP, SNJMP 등의 프로토콜 

 

2. transport 계층

- 신뢰성 있게 메시지를 전송하는 TCP 프로토콜

- 비연결형으로 연결하지 않고 빠르게 메시지를 전송하는 UDP 프로토콜 

 

3. internet 계층

- IP 주소를 읽어서 경로를 결정하는 라우팅 (Routing)을 실행

- 논리적 주소인 IP 주소를 부여하고 최단 경로를 결정

- IP 주소를 하드웨어 주소인 MAC 주소를 변환하는 ARP 프로토콜을 지원

- 네트워크의 에러를 검사하는 ICMP 프로토콜을 지원

 

4. network access 계층

- 물리적 케이블 혹은 무선 통신과 연결하고 메시지를 전송

- 전기적 신호로 변환해서 메시지를 전송함.

 

* 클래스 구조

class A	- 첫 바이트 7Bit가 네트워크 식별자 - 한 네트워크에 가장 많은 호스트를 가짐
class B	- 14Bit의 네트워크 식별자 - 한 네트워크에 간 2의 16승 대의 호스트수용
class C	- 세 번째 바이트까지 네트워크 식별자 - 한 네트워크에 2의 8승 대까지 수용
class D	멀티캐스트 주소로 사용

 

- subnettion

: — 트워크 식별자 부분을 구분하기 위한 mask

 

라우팅 개요

- internetwork를 통해서 데이터를 근원지에서 목적지로 전딜하는 기능

- 경로 결정에서 최단 경로 선정 및 전송을 수행하는 포워딩 (Forwarding)을 함

- 목적지에 대한 경로 정보(Routing Table)를 인접한 라우터들과 교환하기 위한 규약

 

라우팅 경로 고정 여부에 따른 라우팅 프로토콜의 종류

1. 정적 경로

- 관리자가 라우팅 테이블을 직접 경로 설정 경로가 고정적이며, 수동으로 갱신하는 방식

- 기법 : Floating Static Routing 등

2. 정적 경로

- 네트워크 관리자의 개입 없이 네트워크 상황 변호에 따라 인접 라우터 간에 자동으로 경로 정보를 교환 설정

- 경로 정보를 교환하여 최적의 경로를 결정 및 상황에 따른 능동 대처가 가능

 

[3. 응용 프로토콜]

telnet

- 원격으로 서버에 로그인해 작업할 때 많이 사용

 

services 파일

- 리눅스 시스템에서 시용하는 포트 번호는 /etc/services 파일에 등록되어 있음.

 

SSH

- 송수신되는 모든 데이터를 암호화 함.

 

HTTP 

- HTIP 프로토콜은 80번 포트를 시용하고 80번 포트는 오직 root 사용자만 오픈하여 시용가능.

 

HTTP Request Method

- GET: URL에 입력 피라메터 넣어서 요청

- POST : 요청 피라메터를 HTTP BOdy에 넣어서 전송. 크기 제한 X

- Head: 응답 메시지 없이 전송

- PUT: 메시지 바디에 데이터를 지정한 URL에 이름이 지정됨

 

FTP

- 서버에 파일을 올리거나 다운로드하는 인터넷 표준 프로토콜로 내부적으로 TCP 프로토콜을 사용함.

- FTP 클라이언트 프로그램을 시용해 TCP로 접속하고 접속 이후에 사용자 ID와 패스워드를 입력받아 인증을 수행

 

FTP 특징

- 2개 포트 사용

- FTP 클라이언트의 데이터 포트는 FTP 클라이언트자신이 결정함.

- 명령 채널과 데이터 전송 채널이 독립적으로 동작

- 클라이언트가 명령 채널을 통해 서버에게 파일 전송을 요구하면 서버는 데이터 전송 채널을 통해 데이터를 전송하는 방식으로 동작

 

DNS

- 인터넷 네트워크상에서 컴퓨터의 이름을 IP 주소로 변환하거나 해석하는 데 사용되는 분산 네이밍 시스템

- nslookup

 

DNS 쿼리 종류

- Recursive query : Local DNS 서버에 쿼리를 보내 완성된 답을 요청

- Iterative query: Local DNS 서버가 다른 DNS 서버에게 쿼리를 보내어 답을 요청하고, 외부 도메인에서 개별적인 작업을 통해 정보를 얻어와 종합해서 알려줌

 

SMTP

-  인터넷 전자우편 표준 프로토콜

- store-and-forward 방식

 

SMTP 기본 동작 방식

- 메일 서버는 수신자의 전자우편 주소를 분석하고 최단 경로를 찾아 근접한 메일 서버에게 편지를 전달

- 최종 수신자 측 메일 서버에 도착하기까지 연속적으로 전달하는 중계 작업을 수행

 

SMTP 구성 요소

구성 요소	내용
MTA	메일 전송하는 서버
MAD	MTA에게 받은 메일을 사용자에게 전달
MUA	사용자들이 사용하는 클라이언트 Application

 

SNMP 

- 운영되는 네트워크 의 안정성, 효율성을 높이기 위해서 구성, 장애, 통계, 상태 정보를 시간으로 수집 및 분석하는 네트워크 관리 시스템

- NMS는 이 프로토콜 사용해 네트워크 정보 수집함.

 

DHCP

- IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이 주소 등을 고정 X, 네트워크에 처음 연결된 때 동적으로 설정됨.

- DHCP는 IP 주소를 동적으로 할당하는 표준 프로토콜임.

 

DHCP 기능

- DHCP 서버가 관리하는 주소 목록에서 접속한 컴퓨터 시스템에 IP 주소를 할당

- 기업 내의 IP 주소를 중앙에서 관리하는 프로토콜

- 임대 DHCP는 DHCP로 할당한 IP 주소를 일정한 시간 동안만 사용하게 함.

- DHCP 서버가 관리히는]P 주소보다 더 많은 컴퓨터 시스템이 접속하면 임대 DHCP를 사용해서 특정한 시간 동안만 IP 주소를 사용하게 함