[CS 전공지식 노트] 네트워크 (2)

 

<면접을 위한 CS 전공지식 노트>를 읽고 정리하였다.

CHAPTER 2 네트워크

TCP/IP 4계층 모델

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애플리케이션 계층 (application layer)

 

FTP, HTTP, SSH, SMTP, DNS 등 응용 프로그램이 사용되는 프로토콜 계층

웹 서비스, 이메일 등 서비스를 실질적으로 사람들에게 제공하는 층

FTP : 장치와 장치 간의 파일을 전송하는 데 사용되는 표준 통신 프로토콜

SSH : 보안되지 않은 네트워크에서 네트워크 서비스를 안전하게 운영하기 위한 암호화 네트워크 프로토콜

HTTP : World Wide Web 을 위한 데이터 통신의 기초이자 웹 사이트를 이용하는 데 쓰는 프로토콜

SMTP : 전자 메일 전송을 위한 인터넷 표준 통신 프로토콜

DNS : 도메인 이름과 IP 주소를 매핑해주는 서버

 

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전송 계층 (transport layer)

 

송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공

연결 지향 데이터 스트림 지원, 신뢰성, 흐름 제어를 지공하며, 애플리케이션과 인터넷 계층 상의 데이터가 전달될 때의 중계 역할

ex) TCP, UDP

 

TCP

패킷 사이의 순서를 보장
연결지향 프로토콜을 사용해서 연결 → 신뢰성 구축해서 수신여부 확인
‘가상회선 패킷 교환 방식’ 사용
(3-way handshake 작업 진행)

• 3-way handshake

 

SYN 단계 : 클라이언트는 서버에 클라이언트의 ISN을 담아 SYN을 보냄. ISN은 새로운 TCP 연결의 첫번째 패킷에 할당된 임의의 시퀀스 번호를 말하며 이는 장치마다 다를 수 있음

SYN + ACK 단계 : 서버는 클라이언트의 SYN을 수신하고 서버의 ISN 을 보내며 승인번호로 클라이언트의 ISN + 1을 보냄

ACK 단계 : 클라이언트는 서버의 ISN + 1한 값인 승인번호를 담아 ACK를 서버에 보

 

SYN : synchronization 의 약자, 연결 요청 플래그

ACK : acknowledgement의 약자, 응답 플래그

ISN : initial sequence numbers의 약어, 초기 네트워크 연결을 할 때 할당된 32비트 고유 시퀀스 번호

 

• TCP 연결 해제 과정

TIME-WAIT 왜 일정 시간 뒤에 닫음?

1. 지연 패킷이 발생할 경우를 대비하기 위함
2. 두 장치가 연결이 닫혔는지 확인하기 위함

 

TIME-WAIT : 소켓이 바로 소멸되지 않고 일정 시간 유지되는 상태를 말하며 지연 패킷 등의 문제점을 해결하는 데 쓰임

데이터 무결성(data integrity) : 데이터의 정확성과 일관성을 유지하고 보증하는 것

UDP
순서 보장 x
수신여부 확인 x
단순히 데이터만 줌
‘데이터그램 패킷 교환 방식’ 사용
(순서가 다를 수 있음)

 

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인터넷 계층(internet layer)

 

장치로부터 받은 네트워크 패킷을 ip 주소로 지정된 목적지로 전송하기 위해 사용되는 계층

IP, ARP, ICMP 등이 있음. 패킷을 수신해야 할 상대의 주소를 지정하여 데이터를 전달. 상대방이 제대로 받았는지에 대해 보장하지 않는 비연결형적인 특징

 

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링크 계층

 

전선, 광섬유, 무선 등으로 실질적으로 데이터를 전달하며 장치 간에 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층

• 물리 계층 : 무선 LAN 과 유선 LAN 을 통해 0과 1로 이루어진 데이터를 보내는 계층
• 데이터 링크 계층 : 이더넷 프레임을 통해 에러 확인, 흐름 제어, 접근 제어를 담당하는 계층

유선 LAN

• 전이중화 통신(full duplex)
• CSMA/CD

유선 LAN을 이루는 케이블

• 트위스트 페어 케이블
• 광섬유 케이블

무선 LAN

• 반이중화 통신(half duplex)
• CSMA : 장치에서 데이터를 보내기 전에 캐리어 감지 등으로 사전에 가능한 한 충돌을 방지하는 방식을 사용

무선 LAN을 이루는 주파수

• 와이파이
• BSS(Basic Service Set)
• ESS(Extended Service Set)

이더넷 프레임 : 링크 계층은 이더넷 프레임을 통해 전달받은 데이터의 에러를 검출하고 캡슐화함

MAC 주소 : 컴퓨터나 노트북 등 각 장치에는 네트워크에 연결하기 위한 장치(LAN카드)가 있는데, 이를 구별하기 위한 식별번호를 말함

 

PDU

 

네트워크의 어떠한 계층에서 계층으로 데이터가 전달될 때 한 덩어리의 단위 (Protocol Data Unit)

제어 관련 정보들이 포함된 ‘헤더’, 데이터를 의미하는 ‘페이로드’ 로 구성

부르는 이름이 다름

• 애플리케이션 계층 : 메시지
• 전송 계층 : segment(TCP), datagram(UDP)
• 인터넷 계층 : packet
• 링크 계층 : 프레임(데이터 링크 계층), 비트(물리 계층)