네트워크 이론_1 / day31

네트워크 유형

 LAN (Local Area Network) : 같은 네트워크.

 WAN (Wide Area Network) : 다른 네트워크

 

패킷 (Packet)

 네트워크 데이터를 작고 관리하기 편한 조각으로 재형성 시킴 이를 패킷, 프레임이라고 함.

* 패킷 기본 구조 : 헤더 데이터 트레일러 

 

프로토콜 (Protocol)

 네트워크 통신을 위한 통신규약, 데이터 형식, 의미, 순서/속도 등의 기준을 맞춰야 통신이 가능하다.

 

OSI 7계층

국제 표준화 기구 (ISO) 에서 개발한 모델, 네트워크 프로토콜 디자인과 통신의 계층을 7단계로 나눠 설명하고 있다.

* 각 계층에서 독립적인 프로토콜이 동작, 프로토콜을 기능별로 나눈것

* 일반적으로 하위계층(1,2,3)은 하드웨어, 상위계층(4,5,6,7)은 소프트웨어로 구현된다

7) 응용 계층(Application Layer)

 주요 기능 : 파일전송, 접근 및 관리 및 문서, 메시지 교환 등.

프로토콜 : 

- SMTP(Simple Mail Transport Protocol)
- FTP(File Transfer Protocol)
- SNMP(Simple Netowrk Management Protocol)
- HTTP(Hypertext Transfer Protocol)
- API(Application Program Interface)

6) 표현 계층(Presentation Layer)

 주요기능: 전송 형식 협상, 데이터의 표현 방식 변환 등

- 프로토콜 전환
- 데이터 전환(Encrypt/Decrypt)
- 압축과 암호화
- 문자집합 변환
- 그래픽 명령어의 해석

5) 세션 계층(Session Layer)

 주요기능: 응용개체들간의 대화, 동기화 제어, 연결세션관리 등

분리된 컴퓨터 상에서 애플리케이션이 세션이라는 연결을 공유하는 것을 허용한다.

TCP/IP 세션을 만들고 없애는 책임을 진다.

4) 전송 계층(Transport Layer)

 주요기능: 종단 간의 메세지 전송(연결 관리, 에러제어, 데이터 분리, 흐름제어 등)

패킷이 차례로 손실이나 중복 및 에러 없이 전송되는 것을 보장

3) 네트워크 계층(Network Layer)

 주요기능: 경로배정, 주소, 호 설정 및 해지 등

논리적인 주소를 물리적인 주소로 번역한다.

논리적으로 독립된 네트워크간의 통신을 유지하는 역할을 수행

2) 데이터링크 계층(Datalink Layer)

 주요기능: 데이터 링크의 제어(프레임화, 데이터 투명성, 오류제어 등)

하나의 장치로 부터 다른 장치로의 신호를 통한 데이터의 흐름을 제공

1) 물리적 계층(Physical Layer)

 주요기능: 기계적, 전기적인 통신망 접명의 정의

 

[참고] IAB, RFCs, IETF

IAB(Internet Architecture Board) : 인터넷 기술 개발을 하면 테스트하여 표준화를 판단하는 기관.

RFCs(Request for Comments) : 문서를 만드는 기관.

IETF(Internet Engineering Task Force) : IAB 에서 통과된 기술을 명시하는 사이트.

 

TCP/IP 모델

인터넷의 기본적인 통신 프로토콜 IP로 HOST를 구분하고 Port로 서비스를 구분한다.

5) Application 계층

 파일전송, 접근 및 관리 및 문서, 메시지 교환 등

ex) telnet, ftp, dhcp, dns ...

4) Transprot 계층

포트주소가 해더로 붙음

 UDP의 경우 책임관계가 없음으로 특정 기능이 없으나

 TCP의 경우 흐름제어와 에러제어 기능을 지원.

흐름제어 기능 (해더 내 window size 로 명시됨)

* Sliding window(송신) : Congestion window 를 수신하고, 수신한 결과에 따른 추가 데이터량 전송.

* Congestion Window(수신) : Sliding window 를 수신하고, 수신한 결과에 따라 추가 데이터수신 가능량을 전송.

Sliding window(송신) : 송신진행 --> Congestion Window(수신) : 잔여량 안내

3) internet 계층

데이터를 작게 쪼개서 해더를 붙임 IP주소가 헤더로 붙음

 프로토콜 : ARP, IP, RARP, ICMP, IPSec ..

2) network interface 계층

MAC 주소가 헤더로 붙음 테일부분엔 CRC(check sum)

흐름제어(MAC) 와 에러제어(CRC)의 기능을 함.

 H/W 분류 : Ethernet, TokenLing, ATM...

 S/W 분류 : SLIP, PPP ...

[참고] IEEE 정의

 IEEE 802.3 - Ethernet standards (유선)

 IEEE 802.11- Wireless standards (무선)

1) hardware 계층

bit 상태로 형상화하여 전송

 

TCP/IP 네트워크 인터페이스 계층 (Network Interface Layer)

 1 네트워크 토폴리지

이더넷 상에서 네트워크 구성방식에 따라 여러가지 다음과 같은 토폴리지로 구분된다

 * Bus Topologies (Hub) : 두대의 시스템간을 연결 후 데이터 전송하는 방식 CSMA/CD Back off 방식을 사용

 * Star Topologies (Switch) : (Ethernet) 허브 또는 스위치를 중앙에 두고 시스템들을 연결하여 데이터를 전송하는방식

 * Ring Topologies (Token ring) : Token 이 돌면서 Token 이 온 경우 데이터를 전송, 현재 잘 사용 안됨

 * VLAN Topologies (VLAN) : 가상의 랜 을 구성, 다른 LAN에 존재하는 노드를 묶어 하나의 LAN으로 인식.

 

 2 LAN 전송 메체

LAN 전송 시 케이블의 종류들이 있다. 사용 용도나 환경, 가격에 따라 다양하게 구성되어있다.

 1) Twisted Pair Cable : 100M의 경우 4가닥(1,2,3,6), Giga의 경우 8가닥을 사용(1~8)

- UTP(Unshield Twisted Pair Cable) 케이블

 * UTP CAT5e가 가장 저렴하고 볌용적임

- STP(Shield Twisted Pair Cable) 케이블

 * 실드의 재질에 따라 가격이 나눠짐

- FTP(Foil Screened Twist Pair Cable) 케이블 

 2) Coxial Cable

 3) Fiber Optical Cable

 

 3 이더넷(Ethernet)

기존 CSMA 를 DIX 표준화 하여 CSMA/CD 로 제정한 통신방식 LAN 구간에서 통신하는데 활용됨.

 1) CSMA/CD(Carrier Sense Mutiple Access/Collision Detection)

하나의 네트워크 안에 호스트가 다중접속할 수 있다, 호스트는 기본적으로 carrier sense(감지)중이고 다중접근을 감지한다, 시스템이 재밍 시그널(패킷의충돌신호)가 발생되면 터미네이터를 통해 모든 패킷을 초기화 하고 각 호스트는 일정시간 휴식 후 재 전송하는 방식. 

흐름 : 전송할 메시지 --> carrier sense 체크 --> 메시지 전송 --> collision detection 체크 --> 메시지 전송 완료

* carrier sense : 전송자 유무 감지 (이상있을경우 메시지 초기화)

* collision detection : 패킷 충돌현상 (이상있을경우 메시지 초기화)

 2) 이더넷 프레임

네트워크 인터페이스 계층에서 header와 tail을 붙인 데이터를 Frame 이라고 명칭한다. 

-구성

Preamble (8byte) : 이더넷 프레임의 시작을 알리는 부분

Dest. Mac (6byte) : 목적지 주소가 담기는 부분 (MAC)

Source Mac (6byte) : 출발지 주소가 담기는 부분 (MAC)

Type (2byte) : Data의 종류를 명시하는 부분

Data (45~1500byte) : 실제 데이터가 담기는 부분, ARP/RAPR or IPv4/IPv6의 정보가 담기게됨

CRC (4byte) : Check Sum

 

[실습] wireshack를 활용하여 해더를 확인해보자.

 

 3) 이더넷 주소

MAC Addresses 를 송수신 시 활용하는 주소로 활용된다 Unicast, Broadcast, Multicast 에 맞는 이미 예약된 주소들이 명시되어있다.

 Unicast : 08:00:20:XX:XX:XX

* 앞단 3필드는 지정된 회사의 ID가 지정(CID), 뒷단 3필드는 고유넘버 (VID)

 Broadcast : FF:FF:FF:FF:FF:FF

 Multicast : 01:00:5e:00:00:01, 224.0.0.1

[참고] http://www.coffer.com/mac_find ( MAC 의 CID 를 조회할 수 있는 사이트)