네트워크 기초

공부방법

• 네트워크는 학교에서 기초 전공 과목으로, 배운 내용을 1차로 정리하고 그 내용을 바탕으로 작성 할 예정입니다. 
• 시험 공부를 하면서 요약한 내용을 업로드 할 예정이므로 아마 한번에 글이 많이 올라올 것 같습니다. 

 

용어 

TCP: Transmission Control Protocol

시스템: 내부 규칙에 따라 자율적으로 동작하는 대상

인터페이스: 시스템과 시스템을 연결하기 위한 표준화된 접촉지점

전송매체: 물리적인 전송수단

프로토콜: 상호 연동되는 시스템이 전송 매체를 통해 데이터를 교환할 때 표준화된 대화 규칙

네트워크: 프로토콜을 사용하여 데이터를 주고받을 때 이들을 하나의 단위로 통칭한 것

인터넷: 네트워크가 유기적으로 연결되어 동작하는 통합 네트워크

노드: 인터넷 내부를 구성하는 라우터와 인터넷 바깥쪽에 연결되어 데이터를 주고받는 호스트로 구분된다.

라우터: 인터넷 내부를 구성하며 기본으로 데이터 전송 기능을 포함한다.

호스트: 일반 사용자들이 네트워크 접속 창구 역할을 한다. 네트워크 응용 프로그램을 실행할 수 있다.

 

OSI 7계층

계층구조: OSI 7계층 맨 위에 있는 응용 계층을 통해 데이터의 송수신을 요구하며, 이 요청은 하위 계층에 순차적으로 전달되어 맨 아래에 있는 물리 계층을 통해 상대 호스트에 전송된다. 일반적으로 라우터는 하위 3개 계층의 기능만 수행한다. 각 계층은 독립적인 고유 기능을 수행한다.

 

물리계층(1계층)

물리적인 전송 매체로 연결되어 있다. 물리 계층은 호스트를 전송매체와 연결하기 위한 인터페이스 규칙과 전송매체의 특성을 다룬다. 크게 유선매체와 무선매체로 구분한다.

 

데이터 링크 계층(2계층)

물리 계층의 오류와 관한 오류제어 기능을 수행하며, 이를 위해서 오류의 발생 사실을 인지하는 기능과 오류 복구 기능이 필요하다. 오류 복구는 송신자가 원래의 데이터를 재전송 하는 방식으로 처리한다.

 

네트워크 계층(3계층)

데이터가 올바른 경로를 선택할 수 있도록 지원하는 계층이다. 혼잡제어도 데이터 전송경로와 관계되어 네트워크 계층이 담당한다.

 

전송계층(4계층)

송신 프로세스와 수신 프로세스 간 연결기능을 제공하기 때문에 프로세스 사이의 안전한 데이터 전송을 지원한다. 데이터가 전송되는 최종적인 경로상의 양 끝단 사이의 연결이 완성되는 계층이다.

 

세션계층(5계층)

응용환경에서 사용자 간 대화 개념의 연결로 사용되기 때문에 전송 계층을 연결과 구분된다. 인터넷에서 파일 송수신 중에 연결이 끊기면 이는 전송 계층에서 연결이 종료된 것이다. 이전 데이터 송수신이 멈춘 지점부터 이어서 전송하는 기능을 세션 계층이 지원한다.

 

표현계층(6계층)

데이터의 의미를 잃지 않도록 올바르게 표현하는 방법을 다룬다. 호스트들이 표준화된 방법으로 데이터를 인식할 수 있게 해준다. 암호와 대용량 데이터를 압축하여 전송 데이터의 양을 줄여준다.

 

응용계층(7계층)

일반 사용자를 위한 다양한 네트워크 응용 서비스를 지원한다.

 

프로토콜과 인터페이스

 네트워크 사용자가 통신한다는 것은 데이터를 서로 주고받는 다는 것을 의미한다. 각각의 계층은 정해진 방식과 절차에 따라 상대 계층과 통신하는데 이 때 필요하 규칙을 프로토콜이라고 한다.

상 하위 계층 간에는 인터페이스라는 규칙이 존재하고, 하위 계층이 상위 계층에 제공하는 인터페이스를 서비스라고 부른다. 좌우 간의 물리적인 데이터 전송은 반드시 가장 아래의 물리 계층을 통하여 이루어진다.

 

인터넷 계층 모델

 전송 계층(4계층) 이하의 프로토콜들은 호스트의 운영체제 내부에서 구현되며 응용 프로그램은 사용자 프로그램 환경에서 계층 5~7이 합쳐져 구현된다.

양쪽 호스트에는 동일한 기능을 수행하는 프로토콜 스택이 존재한다. 이는 계층 구조로 이루어진 통신 프로토콜의 집합니다.

 

게이트웨이

=> 인터넷 워킹 기능을 수행하는 시스템. 기능의 한계에 따라 리피터, 브리지, 라우터러 나눈다.

 

리피터

 =>한쪽에서 입력된 신호를 물리적으로 단순히 증폭하여 다른 쪽으로 중개하는 역할을 한다.

 

브리지

=> 리피터 기능에 데이터 링크 계층의 기능이 추가된 것으로 물리 계층에서 발생한 오류를 해결해준다. 공유기는 유무선 기능을 모두 지원하는 브리지의 예시이다.

 

라우터

=>물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층의 기능을 지원한다. 네트워크 계층은 경로 선택 기능을 제공해야 하므로 임의의 네트워크에서 들어온 데이터를 어느 네트워크로 전달할지 판단할 수 있어야 한다.

 

프로토콜

=> 통신 시스템이 데이터를 교환하기 위해 사용하는 통신 규칙이다. OSI 7계층 모델에서는 각 계층에서 수행하는 프로토콜이 서로 역할을 분담하여 독립적으로 동작한다.

 

데이터 단위

=> 계층에 상관없이 사용할 때는 통칭하여 PDU라고 부른다(신경 안 써도 됨)

 

주소의 표현

유일성: 구분자의 가장 중요한 역할은 대상을 서로 구분하여 지칭하는 것이다. 서로 다른 대상이 같은 구분자를 갖지 않는 유일성을 보장해야 한다.

확장성: 합리적인 기준을 설정하여 확장의 정도를 예측하고, 그 이후에 대한 고려도 함께 이루어져야 한다.

편리성: 시스템 설계 과정에서 부여되는 구분자는 시스템의 내부 처리구조를 효율적으로 운용할 수 있도록 해주어야 한다. 시스템 주소 체계는 숫자로 된 주소와 문자로 된 이름을 모두 가지므로 이를 매핑(mapping)하는 기능이 필요하다.

정보의 함축: 구분자는 응용 환경에 필요한 다양한 정보를 포함하는 경우가 많다. 구분자는 응용 환경에 적절히 대응할 수 있는 부가 정보를 포함해야 한다.

 

IP주소

포트주소: 전송 계층에서 사용하며, 호스트에서 실행되는 프로세스를 구분해 준다.

호스트 이름: 인터넷에서 특정 호스트와 연결하려면 반드시 해당 호스트의 IP주소를 알아야 하고, 인터넷 내부의 네트워크 계층은 호스트를 ip주소로 구분한다.

DNS서비스는 호스트 이름을 <국가도메인>.<단체종류>.<단체이름>.<호스트>라는 네 계층 구조로 나누고 이들을 .(점)으로 구분해서 표기한다.

한국(kr), 미국(us), 회사(co), 교육기관(ac), 정부기관(go), @=at

DNS: 주소와 이름 정보를 자동으로 유지하고 관리하는 분산 데이터베이스 시스템이다. 네임서버(name server)라는 특정한 관리 호스트가 유지하고, 주소 변환 작업이 필요한 클라이언트는 네임 서버에 요청해서 ip주소를 얻는다.

DNS는 하나의 집중화된 네임 서버가 전체 호스트의 정보를 관리하지 않고, 여러 네임서버에 분산하여 관리하도록 설계되었다.