2020 정보처리기사 실기 요약 - 프로토콜 네트워크 요약

프로토콜 네트워크 요약

1. 프로토콜의 기본 요소
구문 : 전송하고자 하는 데이터의 형식, 부호화, 신호레벨 등을 규정함
의미 : 두 기기 간의 효율적이고 정확한 정보 전송을 위한 협조 사항과 유로 관리를 위한 제어 정보를 규정함
시간 : 두 기기 간의 통신 속도, 메시지의 순서 제어 등을 규정함


2. 프로토콜 기능
- 단편화와 재결합
단편화 : 송신 측에서 데이터 전송에 알맞게 일정 크기의 작은 블록으로 데이터를 자르는 작업
재결합 : 단편화된 블록을 원래 형태로 복원하는 작업
PDU(Protocol Data Unit) : 단편화를 통해 세분화된 데이터 블록
- 캡슐화 
단편화된 데이터에 송수신지 주소, 오류 검출 코드, 프로토콜 기능을 구현하기 위해 정보를 부가 하는 것. 데이터를 오류없이 정확하게 전송하기 위해 캡슐화를 수행
예) 데이터 링크 제어 프로토콜의 HDLC 프레임이 대표적
- 흐름 제어 
수신 측의 처리 능력에 따라 송신 측에서 송신하는 데이터의 전송량이나 전송 속도를 조절하는 기능
방식 : 정지-대기, 슬라이딩 윈도우 방식
- 오류 제어 : 전송중에 발생하는 오류를 검출하고 정정해 데이터 제어 정보의 파손에 대비하는 기능
- 동기화 : 송수신 측이 같은 상태를 유지하도록 타이밍(Timing)을 맞추는 기능
- 순서 제어 : 전송되는 데이터 블록(PDU)에 전송 순서를 부여. 연결 위주의 데이터 전송 방식에만 사용
- 주소 지정 : 데이터가 목적지까지 정확하게 전송되도록 목적지 이름, 주소, 경로를 부여하는 기능
- 다중화 : 한 개의 통신 회선을 여러 가입자들이 동시에 사용하도록 하는 기능
- 경로 제어 : 송수신 측 간의 송신 경로 중에서 최적의 패킷 교환 경로를 설정하는 기능

3. OSI 참조 모델
물리 계층 : 전송에 필요한 두 장치간의 실제 접속과 절단 등 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의함. RS-232C, Bit
데이터 링크 계층 : 두 개의 인접한 개방 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 함. 흐름제어, 프레임 동기화, 오류 제어, 순서 제어. 이더넷, Frame
네트워크 계층 : 경로 설정(Routing), 트래픽 제어, 패킷 정보 전송. IP/ICMP, 패킷
전송 계층 : 종단 시스템(End-to-End) 간의 전송 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제, 주소 설정, 다중화(데이터의 분활과 재조립), 오류 제어, 흐름 제어. TCP/UDP, 세그먼트
세션 계층 : 송수신 측 간의 관련성을 유지, 대화 제어, 대화(회화) 구성 및 동기 제어, 데이터 교환 관리 기능. SSH/TLS
표현 계층 : 코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색, 정보 형식 변환, 문맥 관리 기능. JPEG/MPEG
응용 계층 : 사용자가 OSI 환경에 접근할 수 있도록 응용 프로세스 간의 정보 교환, 전자 사서함, 파일 전송, 가상 터미널 등의 서비스를 제공. HTTP/FTP


4. 네트워크 관련 장비
허브 : 한 사무실이나 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치로, 각 회선을 통합적으로 관리하며, 신호 증폭 기능을 하는 리피터 역할도 포함함
리피터 : 물리계층의 장비로, 전송되는 신호가 왜곡 되거나 약해질 경우 원래의 신호 형태로 재생함
브리지 : 데이터 링크 계층의 장비로 LAN과 LAN을 연결하거나 LAN 안에서 컴퓨터 그룹을 연결함
라우터 : 네트워크 계층의 장비로 LAN과 LAN의 연결 및 경로 선택, 서로 다른 LAN이나 LAN과 WAN을 연결함
게이트웨이 : 전 계층의 프로토콜 구조가 전혀 다른 네트워크의 연결을 수행함
스위치 : 브리지와 같이 LAN과 LAN을 연결하여 훨씬 더 큰 LAN을 만드는 장치


5. 인터넷 계층의 주요 프로토콜
IP : 전송할 데이터에 주소를 지정하고 경로를 설정. 비연결형인 데이터 그램 방식을 사용, 신뢰성 보장되지 않음
ICMP : IP와 조합해 통신중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로 변경 등을 위한 제어 메시지를 관리하는 역할
IGMP : 멀티 캐스트를 지원하는 호스트나 라우터 사이에서 멀티캐스트 그룹 유지를 위해 사용하며, 화상회의, IPTV에서 활용. 그룹가입, 멤버쉽관리 멤버쉽 응답 등의 기능
ARP : 호스트의 IP 주소를 물리적 주소(MAC Address)로 변환
RARP : ARP와 반대로 물리적 주소를 IP 주소로 변환


6. 라우팅 프로토콜
RIP : 현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜로, 소규모 동종의 네트워크 내에서 효율적인 방법이며, 최대 홉수를 15로 제한함. 거리벡터 방식인 Bellman-Ford 알고리즘 사용. 자율 시스템(AS) 사용.
IGRP : RIP의 단점을 보완하기 위해 만들어 개발된 것으로, 네트워크 상태를 고려하여 라우팅하며, 중규모 네트워크에 적합함
OSPF : 대규모 네트워크에서 많이 사용되는 라우팅 프로토콜로, 라우팅 정보에 변화가 생길 경우 변화된 정보만 네트워크 내의 모든 라우터에 알리며, RIP에 비해 홉수에 제한이 없음. 자신을 기준으로 한 다익스트라 알고리즘 기반으로 최단 경로를 찾는 라우팅 (Link-State) 프로토콜
BGP : 자율 시스템(AS) 간의 라우팅 프로토콜로, 도달 가능성 정보를 교환하도록 설계된 표준화된 외부 게이트웨이 프로토콜의 하나. 대형 사업자(ISP)


7. 네트워크 액세스 계층의 주요 프로토콜
Ethernet(IEEE 802.3) : CSMA/CD 방식의 LAN
IEEE 802 : LAN을 위한 표준 프로토콜
HDLC : 비트 위주의 데이터 링크 제어 프로토콜
X.25 : 패킷 교환망을 통한 DTE와 DCE(모뎀) 간의 인터페이스를 제공하는 프로토콜이며 전기 통신 국제기구 ITU-T에서 관리 감독하는 프로토콜. 패킷이라고 불리는 데이터 블록을 사용
RS-232C : 공중 전화 교환망(PSTN)을 통한 DTE와 DCE 간의 인터페이스를 제공하는 프로토콜이며 미국의 EIA(Electronic Industries Association)에 의해 인터페이스가 규격화 됨


8. 기타 프로토콜
SOAP : HTTP, HTTPS, SMTP 등을 사용해 XML 기반의 메시지를 네트워크 상태에서 교환하는 프로토콜(단순 객체 접근 프로토콜)
ATM(비동기 전송모드) : 광대역 서비스의 다양한 특수성을 수용하기 위한 광대역 종합정보통신망(B-ISDN)의 실현을 목적으로 제안되었으며, 회선 교환 방식과 패킷교환방식의 장점을 통합시킨 연결 지향적 송성을 지닌 패킷교환(스위칭) 프로토콜
LDAP(Lightweight Directory Access Protocol) : TCP/IP 위에서 조직화 되고 비슷한 특성을 가진 객체들의 모인인 디렉터리 서비스를 조회하고 수정하는 응용 프로토콜
RTCP : 세션에 참여한 각 참여자들에게 주기적으로 제어 정보 전송, 하위 프로토콜을 데이터 패킷과 제어 패킷의 다중화를 제공하고, 데이터 전송을 모니터랑하고 최소한의 제어와 인증 기능만을 제공하는 프로토콜
TCP : 신뢰성 있는 연결형 서비스 제공, 패킷의 다중화 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능, 스트림 전송 기능, 프로그램 간의 일련의 옥텟
UDP : 데이터 전송 전에 연결을 설정하지 않는 비연결형 서비스 제공. TCP에 비해 단순한 헤더 구조. 실시간 전송에 유리. 신뢰성 보다는 속도가 중요시되는 네트워크에 사용. 데이터 그램.
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) : 네트워크상에서 동적으로 IP 주소 및 기타 구성정보 등을 부여/관리하는 프로토콜로서, PC의 수가 많거나 PC 자체 변동사항이 많은 경우 IP 설정이 자동으로 되기 때문에 효율적으로 사용 가능하고, IP를 자동으로 할당해주기 때문에 IP 충돌을 막는데 사용하는 프로토콜
IPv4 : 데이터 교환을 위한 32bit 주소체계를 갖는 네트워크 계층 프로토콜[유니캐스트,멀티캐스트,브로드캐스트]
IPv6 : 차세대 인터넷 프로토콜로 IPv4의 주소 자원 고갈, 보안성 등 문제점을 해결하기 위한 128bit 주소체계 프로토콜[유니캐스트,멀티캐스트,애니캐스트]


9. 기타 네트워크
CDN(Contents Delivery Network) : 게임 클라이언트나 콘텐츠를 효율적으로 전달하기 위해 여러 노드를 가진 네트워크에 데이터를 저장해 사용자에게 제공하는 시스템
SDN(Software Defined Network) : 개방형 API(오픈 플로우)기반으로 네트워크 장비의 트래픽 경로를 지정하는 컨트롤 플레인과 트래픽 전송을 수행하는 데이터 플레인을 분리해 네트워크 트래픽을 중앙 집중적으로 관리하는 기술
오픈 플로우 : 가상화 기반 네트워크 기술로 네트워크 장치의 컨트롤 플레인과 데이터 플레인 간의 연계 및 제어를 담당하는 개방형 표준 인터페이스.
오버레이 네트워크 : 가상화 기반 네트워크 기술로 기존의 물리적, 논리적으로 존재하는 토폴로지 위에 또 다시 다른 필요에 의해 논리적인 토폴로지를 재구성해 성능을 개선하고, 다양한 기능을 제공하는 네트워크
VPN : 인터넷과 같은 공중망에서 터널링, 암호화 기법등을 사용해 전용회선으로 연결된 사설망과 같은 서비스를 제공하는 가상의 네트워크다.
백본망 : 다양한 네트워크를 상호 연결하는 컴퓨터 네트워크의 일부로서, 각기 다른 LAN이나 부분망 간에 정보를 교환하기 위한 경로를 제공하는 망


10. 관련 용어
QoS(Quality Of Service) : 다른 프로그램, 사용자, 데이터 흐름 등에 우선순위를 정하며, 데이터 전송에 특정 수준의 성능(속도)를 보장하기 위한 능력
SSL(Secure Sockets Layer) : 응용 계층과 TCP/IP 계층 사이에서 웹 데이터 암호화 및 전송시 기밀성을 보장하는 공개키 기반의 보안 프로토콜, Certificate Authority(CA)라 불리는 서드 파티로부터 서버와 클라이언트를 인증하는데 사용됨.