2. 프로토콜

네트워크의 이해

네트워크란?

Network = net(망, 그물) + work(일하다)

• 어떠한 문제점을 처리하는 데 각 기관 따위가 긴밀하게 연결되어 조직적이고 효율적으로 움직일 수 있도록 만든 체계
• 라디오나 텔리비전의 방송에서 각 방송국을 연결하여 동시에 같은 프로그램을 방송하는 체제

 

■ 컴퓨터 네트워크

• 분산되어 있는 노드(컴퓨터, 서버, 네트워크 장비 등)들이 정보를 공유할 수 있게 통신망으로 연결한 것.

 

프로토콜이란?

 ■ 약속, 규약, 협약 등을 의미하는 단어로 네트워크 분야 외에도 여러 분야에서 통용되어 쓰인다.

컴퓨터 사이에 메시지를 주고받기 위한 통신방법에 대한 규칙과 약속

네트워크상 원활한 통신을 위해 서로 동일하게 데이터 형식이나 신호로 설정/규칙을 정의

https://www.rfc-editor.org/standards

 

 

네트워크 모델

  네트워크 모델 종류

 ■ OSI 7Layer : 국제표준화기구(ISO)에서 다양한 네트워크의 호환을 위해 OSI 7계층이라는 표준 네트워크 모델을 설계

 ■ TCP/IP - 오늘날 애플리케이션 프로토콜들은 TCP/IP 기반 위에서 동작

 ■ 네트워크 모델이 필요한 이유

• 전체 시스템을 이해하기 쉬움
• 각 계층은 상하위의 구동방식에 상관없이 독립적으로 처리 가능
• 계층의 독립성이 향상함에 따라 시스템 구조의 단순화

 

네트워크 흐름 정리

 

  캡슐화 & 역캡슐화

 ■ 캡슐화(Encapsulation)

• 송신 측에서 데이터에 다음 하위 계층에서 해석 할 수 있는 헤더를 붙여 나가는 것

 ■ 역캡슐화(Decapsulation)

• 캡슐화와 반대로 상위 계층으로 갈수록 수신측에서 헤더를 해석후 제거하는 과정

 ■ 캡슐화의 목적

• 다른 모듈에 미치는 영향이 최소화됨
• 각 계층에 맞는 헤더만 해석되기 때문에 목적에 부합하는 기능만 수행됨
• 네트워크 동일 계층간 호환성이 유지됨

 

  물리계층

• 랜 케이블, 동축 케이블, 광케이블 등 시스템 간의 물리적 연결을 위한 계층
• 전송 매체를 통해 각 시스템 간에 단순한 정보(BIT)를 전송

  데이터 링크 계층

• PTP간 신뢰성 있는 전송을 보장하기 위한 계층
• MAC 주소를 통해 LAN속 장치 간의 신뢰성 있는 정보를 전송(MAC = 인터페이스 카드[NIC]를 제조할 떄 할당하는 물리적 주소)
• 흐름제어, 오류제어를 지원

이더넷이란?

• Host끼리 상호간 데이터를 주고 받기 위해 MAC주소를 통해 식별하는 유선 네트워크 구성 방식 중 하나
• CSMA/CD()방식을 통한 통신

      - 동시에 네트워크 통신시 상호충돌을 방지하는 체계

      - Carrier Sense : 신호 감지

      - Multiple Access : 다중 접근

      - Collision Detection : 충돌 감지

  네트워크 계층

• 여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 수행
• 논리적 주소를 통해 네트워크 대역 간에 신뢰성 있는 정보를 전송
• 다양한 길이의 데이터를 네트워크르 통해 전달하며 그 과정에서 라우팅, 흐름제어, 오류제어 등을 수행
• 네트워크 계층에서 여러 개의 노드를 거쳐 경로를 찾기 위한 주소는 'IP'로 대표된다. IP는 host를 식별

IP란?

• 논리적 디바이스 주소
• 인터넷에 연결된 기기의 주소
• IPv4-8bit4개로 32bit, IPv6-16bit 8개로 128bit로 구성

• ip는 네트워크 주소와 호스트 주소로 구성됨
• 서브넷 마스크를 이용해서 구분
• Prefix 표기법을 이용해 서브넷 마스크 표기 가능

  전송계층

• 통신 양 끝단(Host to Host) 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고 받을 수 있도록 한다.
• TCP와 UDP 프로토콜이 존재
• TCP/UDP는 별도의 주소를 가지는데, 이를 포트라고 한다.

TCP란?

• 네트워크 기능을 사용하는 애플리케이션에 세그먼트 데이터를 전달하기 위한 프로토콜
• 패킷 전송 중 발생하는 손실과 중복, 오류 검출을 하고 해결하는 기능을 가지고 있다
• TCP3-way handshake를 통해 신뢰성을 보장하는 "연결지향형(Stateless) 프로토콜"

 

3-way handshake?

• TCP는 데이터의 신뢰성을 위해 사전에 논리적인 연결 과정을 맺는다.
• TCP 헤더의 플래그 값인 SYN, ACK를 통해 클라이언트와 서버의 연결 상태를 나타낸다.

 

UDP란?

• 네트워크 기능을 사용하는 애플리케이션에 데이터그램 데이터를 전달하기 위한 프로토콜
• TCP와 달리 메시지 패킷을 수신 측에서 재조립 등의 서비스는 제공하지 않고 단순 오류 검출 기능만을 가지고 있다.
• 이미 전송된 데이터에 대해 확인 및 응답과 같은 절차를 생략할 수 있어 처리속도가 빠르다.

 

PORT란?

• 호스트 내 네트워크 기반의 통신을 필요로 하는 프로세스 식별 구조
• 작업관리자와 netstat 명령어를 통해 프로세스에 매칭된 포트를 확인

 

  응용, 표현, 세션 계층

• 네트워크 통신을 필요로 하는 으용 프로그램이 구동하는 계층
• 네트워크 통신을 하는 프로세스의 데이터를 데이터 스트림이라 한다.
• TCP 단에서 올라온 세그먼트 데이터는 조립되어 프로세스에 전달 후 사용자에게 보여지는 계층
• TCP/IP 기반으로 통신하는 프로세스의 데이터 스트림을 세그먼트로 분할하여 하위 계층에 전달

 

네트워크 장비의 이해

 

데이터 전송 방식

허브

스위치

라우터

  <실습> vyOS - 네트워크 망 구축

 

네트워크 서비스의 이해

 

NAT

 

 

<실습>

 

DHCP

<실습>vyOS

DNS