[정보처리기사 실기] 08. 응용 SW 기초 기술 활용 - 네트워크 기초 활용하기

네트워크 계층 구조 파악

- 네트워크란 원하는 정보를 원하는 수신자 또는 기기에 정확하게 전송하기 위한 기반 인프라이다

WAN : 광대역 네트워크 // LAN에 비해 전송 거리가 넓음, 라우팅 알고리즘 필요, LAN 대비 에러율 전송 지연 큼

LAN : 근거리 네트워크 // 한 건물 또는 작은 지역을 커버하는 네트워크

OSI (Open System Interconnection) 7 계층

- 국제 표준화 기구인 ISO에서 개발한 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 설명한 개방형 시스템 상호 연결 모델이다.

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OSI 7 Layer의 특징

(1) 물리 계층(Physical Layer)

- 0과 1 비트 정보를 회선에 보내기 위한 전기적 신호 변환

- 프로토콜 : RS-232C

- 전송 단위 : 비트(Bit) / 장비 : 허브, 리피터

허브 : 여러 대의 컴퓨터를 연결해 네트워크로 보내거나, 여러 대의 컴퓨터로 송신하기 위한 장비
리피터 : 디지털 신호를 증폭시켜 주는 역할

(2) 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

- 링크의 설정과 유지 및 종료 담당, 노드 간의 오류제어, 회선제어, 흐름제어

- 프로토콜 : HDLC, PPP

HDLC : 점대점 방식이나 다중방식의 통신에 사용, 동기식 비트 중심
PPP(Point-to-Point Protocol) : 두 통신 노드 간의 직접적인 연결
프레임 릴레이 : 프로토콜 처리를 간략화해 데이터 처리속도의 향상 및 전송지연을 감소시킨 고속 데이터 전송 기술
ATM : 53 바이트 셀 단위로 전달, 비동기식 시분할 다중화 방식의 패킷형 전송 기술

- 전송 단위 : 프레임(Frame) / 장비 : 브리지, 스위치

브리지 : 두 개의 근거리 통신망(LAN)을 서로 연결해 주는 통신망 연결 장치
L2 스위치 : 느린 전송속도의 브리지, 허브의 단점 개선, MAC 주소 기반으로 빠르게 전송

(3) 네트워크 계층(Network Layer)

- 다양한 길이의 패킷 전송, 단말기 간 데이터 전송을 위한 최적화된 경로 제공

- 전송 단위 : 패킷(Packet) / 장비 : 라우터, 게이트웨이, 스위치, 백본 스위칭 허브

라우터 : LAN과 LAN / LAN과 WAN 연결, 최적의 경로 지정
게이트웨이 : 프로토콜을 서로 다른 통신망에 접속할 수 있게 해줌

- 네트워크 계층 프로토콜: IP, ARP, PARP, ICMP, IGMP, 라우팅 프로토콜

IP(Internet Protocol) : 송수신 간의 패킷 단위로 데이터 교환, 네트워크에서 정보를 주고받는 데 사용
ARP(Address Resolution Protocol) : IP 네트워크상에서 IP 주소를 MAC 주소(물리 주소)로 변환
RARP(Reverse Address Resolution) : 호스트가 자신의 MAC 주소는 알지만 IP주소를 모르는 경우, 서버로부터 IP 주소를 요청하기 위해 사용
ICMP(Internet Control Message Protocol) : IP 패킷을 처리할 때 발생되는 문제를 알려주는 메시지 형식 프로토콜
IGMP(Internet Group Management Protocol) : 인터넷 그룹 관리, 호스트 컴퓨터와 인접 라우터가 멀티캐스트 그룹 멤버십을 구성하는 데 사용
라우팅 프로토콜 : 데이터 전송을 위해 목적지까지 갈 수 있는 최적의 경로를 설정해주는 라우터 간의 상호 통신 프로토콜

라우팅 프로토콜의 구성

<내부라우팅 프로토콜(IGP)>

- RIP(Routing Information Protocol) : AS 내에서 사용하는 거리 벡터 알고리즘에 기초해 개발된 내부 라우팅 프로토콜, 벨만-포드 알고리즘, 15홉 제한, IGRP

- OSPF(Open Shortest Path First) : 규모가 크고 복잡한 TCP/IP 네트워크에서 RIP의 단점 개선위한 링크 상태 알고리즘 적용해 최단 경로를 찾는 프로토콜, 다익스트라 알고리즘, 홉 제한 없음, ELGRP

<외부 라우팅 프로토콜(EGP)>

- BGP : AS 상호 간에 경로 정보를 교환하기 위한 라우팅 프로토콜

라우팅 알고리즘의 유형

- 거리 벡터(Distance Vector) 알고리즘 : 인접 라우터와 정보를 공유해 목적지까지의 거리와 방향을 결정하는 알고리즘, 벨만-포드 알고리즘 사용

- 링크 상태 알고리즘 : 링크 상태 정보를 모든 라우터에게 전달해 최단 경로 트리 구성, 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘 사용

 

(4) 전송 계층(Transport Layer)

- 종단 간의 사용자들에게 신뢰성 있는 데이터 전달, 송수신 프로세스 간의 연결

- 전송단위 : 세그먼트(Segment)

- 전송 계층 프로토콜 : TCP, UDP

TCP(Transmission Control Protocol) : 신뢰성 보장, 연결 지향적 특징, 흐름 제어, 혼잡 제어
UDP(User Datagram Protocol) : 비신뢰성, 비연결성, 순서화되지 않은 데이터그램 서비스 제공, 단순 헤더, 실시간 응용 및 멀티 캐스팅 가능

(5) 세션 계층 (Session Layer)

- 프로세스들의 논리적인 연결, 응용 프로그램 간의 대화를 유지하기 위한 구조 제공

- 전송단위 : 데이터

- 세션 계층 프로토콜 : RPC, NetBIOS

RPC(Remote Procedure Call) : 별도의 원격 제어를 위한 코딩 없이 다른 주소 공간에서 함수나 프로시저를 실행 할 수 있는 프로세스 간 통신에 사용, 원격 프로시저 호출
NetBIOS : 응용계층의 애플리케이션 프로그램에게 API 제공해 상호 통신 가능

(6) 표현 계층 (Presentation Layer)

- 통신에 알맞은 형태로 만듦, 사용자가 이해할 수 있는 형태로 만듦. 부호교환, 암복호화

- 전송단위 : 데이터

- 표현 계층 프로토콜 : JPEG, MPEG

JPEG : 이미지를 위해 만들어진 표준 규격
MPEG : 멀티미디어를 위해 만들어진 표준 규격

(7) 응용 계층 (Application Layer)

- 사용자와 네트워크 간 응용서비스 연결

- 전송단위 : 데이터

- 응용 계층 프로토콜 : HTTP, FTP, SMTP, Telnet, POP3/IMAP

HTTP : 텍스트 기반의 통신규약, 인터넷에서 데이터를 주고 받을 수 있는 프로토콜
FTP(File Transfer Protocol) : TCP/IP 프로토콜을 가지고 서버와 클라이언트 사이의 파일을 전송하기 위한 프로토콜
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) : 인터넷에서 TCP 포트 번호 25번, 이메일을 보내기위해 이용
Telnet : 인터넷이나 로컬 영역에서 네트워크 연결에 사용되는 네트워크 프로토콜

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서킷 스위칭

- 네트워크 리소스를 특정 사용 층이 독점하도록 하는 통신 방식

패킷 스위칭

- 작은 블록의 패킷으로 데이터를 전송하며, 데이터를 전송하는 동안만 네트워크 자원을 사용하도록 하는 통신 방식

패킷 스위칭 관련 기술

- X.25 : 통신을 원하는 두 단말장치가 패킷 교환망을 통해 패킷을 원활히 전달하기 위한 통신 프로토콜

- 프레임 릴레이 : ISDN을 사용하기 위한 프로토콜, ITU-T에 의해 표준으로 작성됨

- ATM(Asynchronous Transfer Mode) : 비동기 전송모드, 광대역 전송에 쓰이는 스위칭 기법

IPv4 전송방식

- 유니, 멀티, 브로드

- 32bit

IPv6 전송방식

- 유니, 멀티, 애니

- 128bit, 주소 확장, 이동성, 인증 및 보안 개선

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기본 개발환경 구축하기

개발환경 인프라 구성 방식

- 온프레미스(On_Pramise)방식 : 외부 인터넷망이 차단된 상태에서 인트라넷 망만을 활용하여 개발환경을 구축하는 방식

- 클라우드(Cloud)방식 : 아마존, 구글, 마이크로소프트 등 클라우드 공급 서비스를 하는 회사들의 서비스를 임대하여 개발환경을 구축하는 방식

- 하이브리드 방식 : 온프레미스 + 클라우드