[정보처리기능사-실기]04. 응용 SW 기초 기술 활용 (네트워크 기초 활용 / 네트워크 프로토콜 파악 / 네트워크 핵심 알고리즘)

1. 네트워크 기초 활용

 

 

1) 네트워크 계층 구조

 

 

- 네트워크 : 원하는 정보를 원하는 수신자 or 기기에 정확하게 전송하기 위한 기반 인프라

 

① 거리에 따른 분류

• LAN : 근거리 네트워크
• WAN : 광대역 네트워크

② 데이터 교환 방식

• 회선 교환 방식 : 데이터 전달 경로가 정해진 후 동일 경로로만 전달
• 패킷 교환 방식 : 정보를 일정 크기로 분할 후 각 패킷에 송수신 주소 및 부가 정보를 입력

 

 

2) OSI (Open System Interconnection) 7계층

 

 

- 하위 계층

 

① 물리 : 실제 장비들을 연결하기 위한 장치

• 주요 장비 : 허브, 리피터

② 데이터링크 : 오류와 흐름을 제거해 신뢰성 있는 데이터 전송

• 주요 장비 : 브리지, 스위치

③ 네트워크 : 올바른 경로를 선택하도록 지원

• 주요 장비 : 라우터

④ 전송 : 송, 수신 프로세스 간 연결

• 주요 장비 : TCP/IP, UDP

 

- 상위 계층 

 

⑤ 세션 : 송, 수신 간 논리적 연결

⑥ 표현 : 압축, 해제, 보안 기능 담당

⑦ 응용 : 사용자 친화 환경 제공

• 주요 장비 : 호스트(PC 등)

 

 

 

3) 네트워크 주요 장비

 

 

① 허브 : 분배기 역할

• 더미 허브 : 데이터를 단순히 연결한 성형 구조
• 스위치 허브 : 데이터의 유무 및 흐름을 제어하는 지능형 허브

② 리피터 : 감쇠된 디지털 신호를 증폭시켜주는 역할

③ 브리지, 스위치 : 두 시스템을 연결하는 네트워킹 장치

브리지	스위치
소프트웨어 방식	하드웨어 방식
저속	고속
동일 속도로 전송	다른 속도로 전송
2 ~ 3개 포트	수백 개 이상 포트
1 : 1 연결	1 : N 연결
Store and Forwarding	Fragment Free

④ 라우터 : 네트워크 계층에서 서로 다른 구조의 망을 연결하는 연동 장비

 

 

 

2. 네트워크 프로토콜 파악

 

 

 

1) 네트워크 프로토콜

 

 

- 프로토콜의 기본 요소

• 구문 (Syntax)
• 의미 (Semantics)
• 시간 (Timing)

 

- 네트워크 프로토콜의 종류

HTTP	웹 상에서 데이터 주고받을 수 있는 프로토콜
FTP	컴퓨터들 간 파일을 교환하기 위한 프로토콜
Telnet	원격 통신에 이용되는 프로토콜의 하나 보안성이 낮음
SSH	원격 통신에 이용되는 프로토콜의 하나 보안성 높음
rlogin	UNIX와 같은 시스템의 네트워크 상에서 사용되는 원격 통신 프로토콜
SOAP	XML 기반의 데이터를 컴퓨터 네트워크 상에서 교환하는 프로토콜
TCP	신뢰성 있는 데이터 전송 프로토콜
UDP	신뢰성 낮은 데이터 전송 프로토콜 (TCP보다 전송 빠름)
DHCP	TCP/IP 프로토콜 및 IP 주소 등을 자동적으로 클라이언트가 사용할 수 있도록 하는 프로토콜
ARP	IP에 대응되는 이더넷 카드의 MAC을 검색하여 변환하는 프로토콜
RARP	MAC를 IP로 변환해주는 프로토콜
SMTP	전자우편 송신 프로토콜
POP3	전자우편 수신 프로토콜

 

 

2) IP(Internet Protocol) 주소

 

 

- IPv4 / IPv6 의 비교

IPv4	IPv6
32bit	128bit
8비트 씩 4부분(10진수) 000.000.000.000	16비트 씩 8부분(16진수) 0000:0000:0000:0000
브로드캐스트 방식	애니캐스트 방식

 

- 네트워크 클래스 : IP 대역대를 나누어 각 규모에 따라 관리하기 쉽게 표현

• A : 대형 기관
• B : 중형 기관
• C : 소형 기관
• D : 멀티캐스트용
• E : 연구, 실험용

 

 

3) TPC/IP 프로토콜

 

 

 

- TPC/IP 프로토콜 개념 

 

- TPC와 UDP의 차이점

 

① TPC

• 수신 가능 상태와 수신 여부 등을 단계별로 체크해 데이터 전송
• 신뢰성 있는 전송을 확보
• 대표 서비스 : FTP, Telnet, Http, SMTP, POP, IMAP 등

② UDP

• 망으로 데이터를 송신할 뿐, 확인 작업을 수행하지는 않음
• 신뢰성 있는 데이터 전송에는 부적합
• 대표 서비스 : SNMP, DNS, TFTP, NFS, NETBIOS, 인터넷 게임/방송/증권 등

 

 

3. 네트워크 핵심 알고리즘

 

 

1) 패킷 스위칭(패킷 교환)

 

 

- 패킷 교환 : 작은 블록의 패킷으로 데이터를 전송, 회선 교환 방식과 달리 짤막한 데이터 트래픽에 적합

 

① X.25 

• OSI 7계층의 레이어 중 1 ~ 3계층까지 담당
• 성능 상의 오버헤드가 발생돼서 현재는 ISDN, ATM 등 고속망으로 대체됨

② 프레임 릴레이

• ISDN을 사용하기 위한 프로토콜
• OSI 7계층의 1 ~ 2계층만을 담당
• 가격이 저렴, X.25보다 우위에 있음

③ ATM

• 비동기 전송 모드, 스위칭 기법
• 연결형 회선이기 때문에 하나의 패킷을 보내 연결을 설정
• OSI 7계층과는 다른 고유한 참조 모델을 가짐

물리 계층	물리적 전송 매체 다룸
ATM 계층	셀과 셀 전송 담당
AAL 계층	패킷을 셀로 전송 후 다시 조립하여 복원

 

 

2) 서킷 스위칭(회선 교환)

 

 

- 네트워크 리소스를 특정 사용층이 독점함

- 독점 사용 때문에 전송이 보장된다는 특징이 있음

- 작업이 일어나는 동안 다른 기기들은 해당 경로를 사용할 수 없음

 

 

3) 라우팅 알고리즘

 

 

- 거리 벡터 알고리즘

• 라우터 간 최단 경로 스패닝 트리를 찾고, 최적 경로를 이용할 수 없으면 다른 경로 찾음
• 링크 상태 알고리즘보다 계산 면에서 단순함

 

- 링크 상태 알고리즘

• 라우터 간 모든 경로 파악 후 대체 경로를 사전에 마련함
• 거리 벡터 알고리즘에 비해 계산이 복잡, 트래픽을 광범위한 범위까지 전달

 

- 라우팅 프로토콜의 종류

RIP	최초의 라우팅 프로토콜 거리 벡터 알고리즘 활용
IGRP	RIP의 문제점 개선 네트워크 상태 고려해 라우팅
OSPF	링크 상태 알고리즘 사용 정보가 전체 라우터에 동일하게 유지
BGP	규모가 큰 네트워크의 상호 연결 대형 사업자간 상호 라우팅