정보처리기능사 [필기] - 응용 SW기초 기술 활용

8. 네트워크 Network

 - 원하는 정보를 원하는 수신자 또는 기기에 정확하게 전송하기 위한 기반 인프라

 - 프로토콜: 정보 전달 시에는 약속한 규칙에 따라야 하는데 이를 프로토콜이라고 함

구분	설명
LAN(Local Area Network)	10km이내, 근거리 통신망 집, 사무실, 학교 같은 소규모 건물에서 사용
MAN(Metrpolitan Area Network)	50km이내, 도시 지역 통신망
WAN(Wide Area Network)	국가, 대륙과 같이 광범위한 지역을 연결하는 네트워크 1) 회선교환방식 2) 패킷교환방식
GAN(Global Area Network)	임의의 수의 무선 LAN, 위성 서비스 지역등에서 모바일을 지원하는 데 사용되는 네트워크

1) WAN

(1) 회선 교환 방식: 전화망에 사용하는 교환 방식이며 전용 회선처럼 사용 [연결형]

  * 송 수신 전 양단 간 통신 경로를 확보 해야 하고 확보된 경로를 통해 통신이 이뤄짐 (통신이 종료될 때까지 독점)

  * 장점: 데이터의 연속적인 전송 가능, 전송 지연이 거의 없음

  * 단점: 수신측에서 준비상태가 아니면 전송이 불가능

(2) 패킷 교환 방식: 패킷이 중계 교환기를 거치며 최종 목적지까지 전송되는 축적 전송 방식 [비연결형]

  * 축적 전송: 패킷 교환시 각 중계 교환기들이 패킷을 저장하였다가 패킷이 전송된 것을 확인하고 폐기

  * 하나의 데이터를 패킷단위로 분할 > 네트워크를 통해 분해된 패킷들이 다른 루트들로 전송 > 최종 목적지에서 패킷들을 다시 재조립

  * 장점: 여러 패킷을 동시에 처리하기 때문에 회선의 이용률을 높임

  * 단점: 데이터의 패킷 분할, 재조립 등의 지연시간이 필요

  * 데이터그램방식: 패킷 교환에서 각 패킷이 독립적으로 처리되어 목적지까지 도달하는 방식, 패킷 분할이 필요가 없음

  * 가상 회선 방식: 패킷이 전송되기 전에 송수신 간 논리적인 통신 경로가 미리 설정되는 방식, 하나의 통신 설비를 많은 이용자들이 공유하여 여러 개의 논리적 채널을 확장 후 통신

 

9. OSI 7 계층(Open System Interconnection) <물데네트세프응>

계층	계층이름	설명	주요 장비 및 프로토콜
1	물리 계층	실제 장비들을 연결하기 위한 연결 장치	허브, 리피터
2	데이터 링크 계층	오류와 흐름을 제거하여 신뢰성 있는 데이터를 전송	브리지, 스위치, Mac
3	네트워크 계층	다수의 중개 시스템 중 올바른 경로를 선택하도록 지원	라우터, IP, IPX, ICMP, ARP
4	전송 계층	송신, 수신 프로세스 간의 연결	TCP, UDP
5	세션 계층	송신, 수신 간의 논리적 연결	호스트, OS
6	표현 계층	코드 문자 등을 번역하여 일관되게 전송하고 압축, 해제, 보안 기능도 담당	호스트, JPEG, MIDI, MPEG, EBCDIC
7	응용 계층	사용자 친화 환경 제공(이메일, 웹 등)	호스트, HTTP, FTP, WWW, Telnet

 

 1) 인터네트워킹(Internetworking)

 - 두 개 이상의 네트워크를 연결하여 네트워크 간 하드웨어나 소프트웨어 모두를 연결시키는 방법론

  (1) 통신망 연결 장비: 리피터, 브리지, 라우터, 게이트웨이

   - Repeater, 1계층과 1계층을 연결

   - Bridge, 1-2계층과 1-2계층을 연결

   - Router, 1-3계층과 1-3계층을 연결

   - Gateway, 1-7계층과 1-7계층을 연결

 2) 데이터 송 수신

 

10. 네트워크 프로토콜

- 컴퓨터나 원거리 통신 장비 사이에서 메시지를 주고받는 양식과 규칙의 체계

1) 프로토콜 특징

 * 단편화: 전송이 가능한 작은 블록으로 나누어지는 것

 * 재조립: 단편화되어 온 조각들을 원래 데이터로 복원

 * 캡슐화: 상위 계층의 데이터에 각종 정보를 추가하여 하위 계층으로 전송

 * 연결 제어: 데이터의 전송량이나 속도를 제어

 * 오류 제어: 전송 중 잃어버리는 데이터나 오류가 발생한 데이터를 검증, ARQ(Stop & Wait, Go-back-N, Adaptive)

 * 흐름 제어: 수신 측에서 데이터의 양과 속도를 조절

 * 동기화: 송신과 수신 측의 시점을 맞춤

 * 다중화: 하나의 통신 회선에 여러 기기들이 접속할 수 있는 기술

 * 주소 지정: 송신과 수신지의 주소를 부여하여 정확한 데이터 전송을 보장

오류 제어 ARQ	Stop & Wait	1. 송신 측에서 1개의 프레임을 송신 2. 수신 측에서 수신된 프레임의 에러 유무를 판단하고 송신 측에 ACK(or NAK)전송 3. 송신 측은 수신 측으로부터 ACK를 수신했을 경우에만 다음 프레임 전송 (응답이 없거나 NAK를 수신하면 해당 프레임 재전송) * 구현 방법이 단순하지만 전송 효율이 떨어짐
	Go-back-N	1. 일정한 윈도으 크기 내에서 한번에 여러 패킷을 송신 2. 수신 측에서 수신된 프레임의 에러 유무를 판단하고 송신 측에 ACK(or NAK)전송 3. 에러가 발생한 블록만 재전송
	Adaptive	회선 상태에 따라 적응적dmfh ARQ 횟수를 줄여 전송 효율을 높임

 

2) IP(Internet Protocol): 전 세계 컴퓨터에 부여되는 유일한 식별자

 (1) IPv4: 인터넷 초기부터 현재까지 쓰고 있는 주소 체계 ex) 000.000.000.000 (12자리, 32비트)

 (2) IPv6: IPv4만으로는 주소 양이 부족해 IPv6를 공존 (NAT, Network Address Translator)에서 담당 (128비트, 16진수)

구분	IPv4	IPv6
주소 길이	32비트	128비트
표시 방법	8비트씩 10진수 ex) 202.30.64.22	16비트씩 16진수 ex) 2001:0230:abcd:ffff:0000:0000:ffff:1111
주소 할당	A, B, C 등 클래스 단위의 비순차적 할당	네트워크 규모 및 단말기 수에 따른 순차적 할당

 cmd창 > ipconfig 

 

3) TCP/IP 프로토콜 (패킷 교환)

 (1) UDP(User Datagram Protocol), ICMP(Internet Control Message Protocol),
     ARP(Address REsolution Protocol), RARP(Reverse ARP) 등과 관련된 프로토콜

 (2) TCP와 UDP는 전송(4계층) 계층에서 응용 계층(7계층)과 네트워크 계층(3계층) 사이의 통신을 담당

 (3) TCP(Transmission Control Protocol)

  - CRC 체크와 재전송 기능을 통해 신뢰성 있는 전송을 확보

  - Flow Control 기능을 수행하여 단계별 데이터 전송 상황을 체크

  - 논리적인 1:1 가상 회선을 지원하여 해당 경로로만 데이터가 전달되도록 함

  - ex) FTP, Telnet, Http, SMTP, POP, IMAP 등

(4) UDP(User Datagram Protocol)

 - 연결되어 있어도 데이터를 송신 가능 (단, 수신 측의 수신 여부는 확인하기 어려움)

 - Flow Control Error Control을 하지 않아 신뢰성 있는 데이터 전송에는 부적합

 - 하나의 송신 정보를 다수의 인원이 수신해야 할 경우 UDP 사용

 - ex) SNMP, DNS, TFTP, NFS, NETBIOS, 인터넷 게임/방송/증권 등

 

4) DNS(Domain Name System)

 

11. 패킷 스위칭 & 서킷 스위칭

1) 패킷 스위칭

 (1) X.25 (디지털 방식, V.24: 아날로그 방식)

  - 전기 통신 국제 기구인 ITU-T에서 관리 감독하는 프로토콜

  - X.25는 패킷(데이터 블록)을 사용하여 대용랴으이 데이터를 다수의 패킷으로 분리하여 송신

  - 수신 측에서는 다수의 패킷을 재조립하여 원래의 데이터로 복원

  - OSI 7계층에서 1~3계층까지 담당, 현재는 프레임 릴레이, ISDN, ATM 등 고속망으로 대체됨

 (2) 프레임 릴레이

  - ISDN을 사용하기 위한 프로토콜

  - X.25가 고정된 대역폭을 갖는다면 프레임 릴레이는 사용자의 요청에 따라 유연한 대역폭을 할당

  - 에러 제어 기능과 흐름 제어 기능을 단순화 > 성능 향상 

  - 전용선을 사용하는 것보다 가격이 저렴

(3) ATM(Asynchronous Transfer Mode)

  - 비동기 전송모드라고 하는 광대역 전송에 쓰이는 스위칭 기법

  - 동기화를 맞추지 않아 보내 데이터가 없는 사용자의 슬롯은 다른 사람이 사용 가능 > 효율 향상

  - OSI 7 계층과는 다른 고유한 모델을 참조 

물리 계층	물리적 전송 매체
ATM 계층	셀과 셀 전송을 담당
AAL (ATM Adaptation Layer)	패킷을 작은 조각인 셀로 전송 후 다시 조립하여 원래의 데이터로 복원

 

2) 서킷 스위칭

- 패킷 스위칭과 달리 네트워크 리소스를 특정 사용층이 독점하도록 하는 것

- 네트워크를 독점적으로 사용하기 때문에 전송이 보장된다는 특징

- 서킷을 확보하기 위한 작업은 진행하고 실 데이터를 전송하며 서킷을 닫는 프로세스로 진행됨

구분	패킷 교환 방식	서킷 교환 방식
의미	데이터의 단위를 보내는 방식	전송 경로를 설정한 뒤 데이터를 송수신 하는 방식
장점	- 회선 효율이 우수 - 비동기 전송이 가능 - 연결 설정이 필요 없고 다중 전달이 용이	- 경로 접속 시간은 1초 내외, 매우 빠름 - 전송 제어 절차와 형식에 제약을 받지 않음
단점	- 실시간 전송에 부적합 - 네트워크 지연이 발생	- 송수신 측 모두 데이터 교환 준비가 완료되어야 함 - 회선이 독점되어 있음
활용	이메일, 메시지 등	영상, 비디오 등
프로토콜	X.25, FrameRelay, ATM, Top	PSTN, ISDN, B-Channel, CSD, HSCSD, GSM, X.21

 

3) 라우팅 알고리즘: 데이터 송신부터 수신까지 최적 경로를 산출하기 위한 법칙

 (1) 거리 벡터 알고리즘(Distance Vector Algorithm)

  - 라우터와 라우터 간의 최단 경로 스패닝 트리를 찾고 그 최적 경로를 이용할 수 없을 경우 다른 경로 탐색

 (2) 링크 상태 알고리즘(Link State Algorithm)

  - 라우터와 라우터 간의 모든 경로를 파악한 뒤 대체 경로를 사전에 마련해 두는 방식

 (3) 라우팅 프로토콜

프로토콜	설명
RIP	- 최초의 라우팅 프로토콜 - 거리 벡터 알고리즘 활용 - 30초 주기로 전체 라우팅 정보 갱신
IGRP	- RIP의 문제점 개선을 위해 시스코에서 개발 - 네트워크 상태를 고려하여 라우팅(대역폭, 속도 등)
OSPF	- 링크 상태 알고리즘 사용 - 발생한 변경 정보에 대해 RIP보다 빠른 업데이트 가능 - 토폴로지에 대한 정보가 전체 라우터에 동일하게 유지
BGP	- 규모가 큰 네트워크의 상호 연결 - 대형 사업자(ISP)간의 상호 라우팅