데이터통신 (중간고사 공부 1장, 2장)

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3. 1장 2장 개별 개념 문제

용어 문제

1장
1. LAN이란?
2. WAN이란?
3. 회선 교환이란?
4. 패킷 교환이란?
5. 프레임 릴레이란?
6. ATM이란?
네트워크의 이해
1. 네트워크란?
2. 인터페이스란?
3. 프로토콜?
4. 표준화?
시스템 기초용어
1. 노드?
2. 호스트?
3. 클라이언트?
4. 서버?
OSI 7계층모델
0.    순서 정의
1.    물리 계층
2.    데이터 링크계층
3.    네트워크 계층
4.    전송 계층
5.    세션 계층
6.    표현 계층
7.    응용 계층
프로토콜 인터페이스
1. 프로토콜
2. 인터페이스
TCP/IP 모델
TCP/IP란 ?
0. 순서 정의
1. 물리 계층
2. 네트워크 접속 계층
3. 인터넷 계층
4. 수송 계층
5. 응용 계층
TCP/IP 동작 과정 설명하기

TCP헤더에 포함되는 항목 3가지 나열하기

TCP와 UDP 비교하기

1,2장 개념 공부

인터넷 계층 구조 (생략)
  • FTP
안티 네트워킹
  • 네트워크와 네트워크의 연동되어 정보를 교환하려면 이를 적절히 연결하기 위해서는 안티 네트워킹 시스템 필요.
  • 여기서 네트워크가 연동된다는 의미는 물리적인 연결 + 데이터 중개에 필요한 상위 프로토콜을 모두 지원함을 의미
게이트웨이
  • 안티네트워킹 기능을 수행하는 시스템
    • 리피터 : 물리 계층의 기능을 지원 (증폭기)
    • 브리지 : 리피터 기능 + 데이터 링크 계층의 기능 추가
    • 라우터 : 브리지 기능 + 네트워크 계층 기능 추가
OSI 7계층 데이터 단위

계층에 상관없이 통칭 -> PDU라고 부른다.(Protocol data Unit)

  • APDU - 응용계층
  • PPDU - 표현계층
  • SPDU - 세션계층
  • TPDU - 전송계층 (TCP -> 세그먼트, UDP -> 데이터그램)
  • NPDU - 네트워크 계층 (packet)
  • DPDU - 데이터 링크 계층 (Frame)
주소와 이름

각 계층의 기능을 담당하는 프로토콜 마다 주소를 별도로 관리

ex)

  • IP 주소 -> 네트워크 계층의 기능을 수행하는 IP 프로토콜이 호스트를 구분하려고 사용하는 주소체계. IP 패킷을 전달할 경로를 결정하는 라우팅의 기준이 된다.

  • DNS -> 주소와 이름 정보를 자동으로 유지하고 관리하는 분산데이터베이스 시스템

  • MAC 주소 -> 물리 계층을 통해 데이터를 전송할 때는 MAC 주소를 이용해 호스트를 구분한다. 따라서 네트워크 계층에서 데이터 링크 계층으로 데이터를 전송할 때는 먼저 IP 주소를 MAC 주소로 변환해야 한다.

  • 포트 주소 -> 전송 계층에서 사용하며, 호스트에서 실행되는 프로세스를 구분해준다. TCP와 UDP가 독립적으로 포트 주소를 관리하며, 포트 번호 또는 소켓 주소라는 용어를 사용하기도 한다.

프로토콜 설계시 고려사항
  • 주소표현 * 브로드캐스팅 : 네트워크에 연결된 모든 호스트에 데이터를 전송 * 멀티 캐스팅 : 특정 사용자를 그룹으로 묶어 지칭하는 방법
  • 오류제어
  • 흐름제어
  • 데이터 전달 방식 * 단방향 * 전이중 * 반이중
서비스 프리미티브

프로토콜에서 하위 계층이 상위 계층에 제공하는 서비스 에는 연결형과 비연결형이 있다.

  • 연결형 : 연결설정 단계 -> 데이터 전송 단계 -> 연결 해제 단계 * CONNECT : 연결 설정을 위한 프리미티브 * DATA : 데이터 전송을 위한 프리미티브 * DISCONNECT : 연결 해제를 위한 프리미티브

  • 비연결형 : 우편과 비슷. 각 데이터를 독립적으로 목적지 호스트로 전송하면 된다. 데이터는 독립 경로 선택 과정에 의해 전달되므로 도착 순서와 보낸 순서가 일치하지 않을 수 있다.

서비스 프리미티브의 기능

  • Request : 클라이언트가 서버에 서비스 요구
  • Indication : 서버에 서비스 요구가 도착했음을 통지
  • Response : 서버가 클라이언트에 서비스 응답
  • Confirm : 클라이언트에 응답이 도착했음을 통지
OSI 7계층 모델 동작

헤더 정보 데이터가 하위 계층으로 이동할 떄에는 각 게층의 프로토콜에서 정의한 헤더 정보가 추가된다. 물리 계층을 제외한 모든 계층에서 헤더 정보를 추가하고, 데이터를 수신하는 호스트에서는 반대로 상위 계층으로 이동하며 순차적으로 헤더 정보를 제거하고 해석한다.

중개 기능 라우팅 : 중개 시스템에서는 경로 배정 기능을 수행하는 네트워크 계층의 프로토콜이 동작하는데, 이런 경로 배정 기능을 라우팅이라고 한다.

라우터 : 도착한 데이터의 헤더 정보를 해석해 적절한 경로를 전달하며, 다음 라우터로 보내기 전에 헤더 정보를 적절히 수정해 전송한다.

TCP/IP의 계층 구조
1. 네트워크 응용 프로그램(SMTP, FTP, SSH, HTTP) -> 응용 계층
2. TCP, UDP -> 전송 계층
3. ARP/RARP , IPv4,, IPv6 ICMP -> 인터넷 계층
4. 이더넷, 와이파이, ATM, Frame relay -> 네트워크 접속 계층
5. 트위스티드 페어, 광섬유, 위성, 지상 마이크로웨이브 -> 물리 계층

1장 2장 개념 답지

1장
1. LAN이란? Local Area Newwork으로 가까운 거리에 위치한 소수의 장치들을 연결한 네트워크를 말한다.
2. WAN이란? Wide Area Newwork으로 국가 이상의 넓은 지역을 지원하는 네트워크 구조이다.
3. 회선 교환이란? 고정 대역이 할당된 연결을 설정한 후에 데이터 전송을 시작한다. 따라서 연결 회선에 할당된 고정 크기의 안정적인 전송률로 데이터를 전송할 수 있으며, 연결이 유지되는 동안에는 다른 연결에서 이 대역을 사용할 수 없다.
4. 패킷 교환이란? 패킷 교환 방식은 컴퓨터 네트워크 환경에서 주로 이용한다. 데이터를 미리 패킷 단위로 나누어 전송하므로 패킷을 기준으로 교환작업이 이루어지진다. 패킷 교환 방식은 데이터 전송을 위한 전용 대역을 따로 할당하지 않기 때문에 가변 크기의 전송률을 지원한다. 모든 패킷의 경로를 일정하게 유지시켜주는 가상 회선 방식과 패킷들이 각각의 경로로 전송되는 데이터그램 방식이 있다.
5. 프레임 릴레이란? 프레임 릴레이 : 오류 제어를 포함한 오버헤드의 대부분을 제거하고 수신한 프레임을 다른 호스트로 중개하는 역할만 한다
6. ATM이란? 셀이라는 고정 크기의 패킷을 사용하여 가변적인 경우보다 오버헤드를 줄일 수 있다.
네트워크의 이해
1. 네트워크란? 전송매체로 서로 연결해 데이터를 교환하는 시스템의 모음
2. 인터페이스란? 시스템과 전송매체의 연결지점에 대한 규격
3. 프로토콜? 시스템이 데이터를 교환할 때 따르는 임의의 통신 규칙
4. 표준화? 서로 다른 시스템이 상호 연동해 동작하려면 연동 형식의 통일이 필요하고, 이 통일을 표준화라고 한다.
5. Ip? Internet protocol 이라는 네트워크 프로토콜을 사용하는 네트워크 집합체
시스템 기초용어
1. 노드? 데이터를 주고 받을 수 있는 모든 시스템을 통칭
2. 호스트? 컴퓨팅 기능이 있는 시스템 (사용자가 네트워크에 접속하는 창구역할)
3. 클라이언트? (호스트 사이에 제공되는 서비스를 기준으로 클라이언트/ 서버) 서비스를 요청하는 시스템
4. 서버? 서비스를 주고받는 호스트들의 관계에서 특정 서비스를 제공하는 시스템
OSI 7계층모델
0.    순서 정의 물 데 네 전 세 표 응
1.    물리 계층 : 호스트를 전송매체와 연결하기 위한 인터페이스 규칙과 전송매체의 특성을 다룬다.
2.    데이터 링크계층 : 물리적 전송 오류를 감지하는 기능을 제공해 송수신 호스트가 오류를 인지할 수 있게 해준다.
3.    네트워크 계층 : 송신 호스트가 전송한 데이터가 수신 호스트까지 도착하려면 여러 중개시스템을 거친다. 이 과정에서 데이터가 올바른 경로를 선택할 수 있도록 지원하는 계층이 네트워크 계층이다.
4.    전송 계층 : 전송계층은 송신프로세스와 수신프로세스 간의 연결 기능을 제공하기 떄문에 프로세스 사이의 안전한 데이터 전송을 지원한다.
5.    세션 계층 : 응용환경에서 사용자 간의 대화개념으로 사용되며 전송계층의 연결보다 더 상위의 논리적 연결이다.
6.    표현 계층 : 전송되는 데이터의 의미를 잃지 않도록 올바르게 표현하는 방법을 다룬다.
7.    응용 계층 : 사용자의 다양한 네트워크 응용 환경을 지원한다.
프로토콜 인터페이스
1. 프로토콜 : 호스트끼리 통신하는 과정에서는 각 계층의 모듈이 상대 호스트이 동일 계층과 개별적으로 논리적 통신을 수행해야 한다. 이 과정에서 필요한 규칙을 프로토콜이라고 한다.
2. 인터페이스 : 호스트의 계층 사이에는 인터페이스라는 규칙이 존재하고, 하위 계층이 상위 계층에 제공하는 인터페이스를 서비스라고 한다.
TCP/IP 모델
TCP/IP란 ?
0. 순서 정의 물 네 인 전 응
1. 물리 계층 : 데이터 전송 장치와 전송 매체 또는 네트워크 사이의 물리적인 인터페이스를 다룬다. (트위스티드 페어, 광섬유, 위성, 지상 마이크로 웨이브)
2. 네트워크 접속 계층 : 같은 네트워크에 접속된 송수신 시스템을 위하여 데이터를 접속하고 배달하는 것을 다룬다.(이더넷, 와이파이, ATM, 프레임 릴레이)
3. 인터넷 계층 : 데이터가 여러 개의 네트워크를 통과하도록 허용하는 절차를 제공한다. (IPv4, IPv6)
4. 수송 계층 : 송수신 시스템의 데이터 전달을 수행하며 오류제어, 흐름제어, 신뢰적인 배달 서비스를 제공한다. (TCP, UDP)
5. 응용 계층 : TCP/IP 환경의 사용자 접속을 제공하여 분산 정보서비스를 제공한다.
TCP/IP 동작 과정 설명하기

호스트 A의 포트 3과 호스트 B의 포트 2가 연결되어 있다

1. A에 있는 프로세스는 호스트 B의 포트 2에 전송하라는 명령과 함께 메시지를 TCP에 넘긴다 (데이터 블록 만들어서 넘김)
2. TCP는 그 명령과 메세지를 IP에 넘긴다. (IP는 목적지 포트를 알필요가 없다. 데이터가 호스트 B로 가야한다는 사실만 알면 된다) ( TCP 헤더라고 하는 제어정보를 붙여 TCP 세그먼트를 만든다. 이 제어 정보는 호스트 B의 동료 TCP 프로토콜에 의해서 사용된다.)
3. IP는 라우터로 전송하라는 명령과 함께 메시지를 네트워크 접속 계층으로 넘긴다(이 떄 IP는 각 세그먼트에 제어 정보를 담은 헤더를 붙여서 IP 데이터 그램을 만든다)
4. 네트워크 접속 계층은 자신의 헤더를 붙여서 패킷이나 프레임을 만들게 된다. 이 패킷은 서브네트워크를 지나 라우터로 이동한다
5. 라우터에서는 패킷 헤더를 뗴내고 IP 헤더를 조사한다. IP 헤더에 있는 목적지 주소를 바탕으로 데이터그램을 호스트 B로 보낸다.
6. 데이터가 B에 도착하면 반대 과정이 일어난다. 각 계층에서 해당 헤더가 제거되고, 다음 상위계층으로 전달되어서 원래 사용자 데이터가 목적지 프로세스에 전달된다.

헤더에 포함되는 항목

  • 목적지 포트
  • 순서 번호
  • 체크섬
TCP와 UDP 비교하기

TCP는 신뢰성 있는 정보 패킷을 전달 및 수신하는 방법을 제공하는 연결형 프로토콜이다. 데이터 무결성을 보장한다 UDP는 신뢰성이 없는 비연결형 프로토콜이다. 데이터 무결성을 보장하지 않는다.

보충문제

SAP가 무엇인지 설명하고 logical connection의 의미에 대해 쓰시오

각 계층은 다음 상위 계층에 대해서 서비스를 제공한다. 이러한 각 계층은 서비스 접속점(SAP)을 통해서 지정된다. TCP는 응용 계층에게 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하는 논리적인 연결을 제공하는데, 이 연결은 다른 호스트에 있는 두 응용 사이의 일시적인 논리적인 연관이다. 즉 이러한 논리적 연결은 한 쌍의 포트 값을 이야기 한다. 이러한 논리적인 연결을 기반으로 SAP를 통해 각 계층이 서비스를 제공하며 데이터가 교환되는 것이다.

참고자료

데이터 통신 및 컴퓨터 통신 - william stallings 지음 한기준 , 김종근 옮김

데이터통신과 컴퓨터 네트워크

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