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lililllilillll·2025년 7월 21일

개발 일지

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✅ 한 것들

모두의 네트워크 기초
백준

📖 모두의 네트워크 기초

5장 네트워크 계층 : 목적지를 찾는 단계

라우터(Router) : 데이터가 어떤 경로로 전달돼야할지 알려주는 내비게이션

라우팅(Rounting) : 어떤 길이 가장 빠른 길인지 찾는 과정
라우터는 스위치와는 다르게 IP 주소를 이용해서 통신
라우팅 테이블 : 데이터를 목적지까지 보내기 위한 거리와 방법 등을 명시한 테이블

IP(Internet Protocol) 주소 : 인터넷 상에 있는 컴퓨터의 고유한 주소

IP 주소는 인터넷 서비스 제공자(ISP, Internet Service Provider)라고 하는 SKT, KT 등 회사가 공인 IP 부여해줌
공인 IP : ISP에 의해 전 세계적으로 고유하게 할당되는 IP 주소. 대부분의 ISP는 유동 공인 IP 주소를 할당해준다.
사설 IP : 주로 기업 내부에서만 사용되는 IP 주소. 기업 밖의 컴퓨터와는 통신 안됨.
IP 주소는 4바이트. 즉 32비트로 돼있다.
- 마지막 1바이트의 최소인 0과 최대인 255는 용도가 정해져 있어 컴퓨터 IP로 안 쓴다.
- 192.168.2.0처럼 마지막 1바이트가 0인 주소를 네트워크 주소라고 하며, 하나의 네트워크를 통칭하는 데 쓰인다.
- 192.168.2.x는 같은 IP 대역을 사용한다고 표현한다.
- 192.168.2.255처럼 마지막 1바이트가 255인 경우를 브로드캐스트 주소라고 하며, 네트워크에 연결된 모든 컴퓨터에 데이터를 일괄 전송할 때 쓰인다.
(C 클래스 기준) 앞의 3바이트는 네트워크 ID, 마지막 1바이트는 호스트 ID
- 호스트 ID : 개별 컴퓨터들이 사용
- 네트워크 ID : 컴퓨터가 많을 경우 관리의 어려움이 있기 때문에 네트워크의 범위를 지정

IP 주소의 클래스

공인 IP 주소에는 A부터 E까지 5개의 클래스가 있다. D와 E는 일반인이 쓰는게 아니므로 A, B, C 클래스만 유효하다.
A 클래스 : 하나의 네트워크가 가질 수 있는 호스트 ID가 가장 많은 클래스. 첫 8비트는 네트워크 ID를 의미하고, 나머지 24비트는 호스트 ID를 의미.
B 클래스 : 네트워크 ID는 16비트, 호스트 ID는 16비트
C 클래스 : 네트워크 ID는 24비트, 호스트 ID는 8비트 (이진법 표현시 앞 세 자리가 110으로 고정돼있음)

브로드캐스트 : 같은 네트워크에 속한 모든 컴퓨터에게 데이터 전달
유니캐스트 : 1대1 통신. MAC 주소를 알고 있어야 한다.
멀티캐스트 : 특정 그룹을 지정해서 그 그룹에 해당하는 컴퓨터에만 데이터를 보낸다

서브넷 : 하나의 네트워크 주소를 작은 단위로 쪼개어 사용

서브넷팅(subneting) : 작은 네트워크로 나누는 작업
- 호스트 ID를 서브넷 ID와 호스트 ID로 나누는 작업
- 네트워크 ID는 그대로 두고 호스트 ID를 쪼갠다.
- 쪼개는 개수가 적을수록 사용 가능한 호스트 수가 많아진다.
네트워크 ID + 호스트 ID -> 네트워크 ID + 서브넷 ID + 호스트 ID

서브넷 마스크 : 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분하기 위한 구분자

네트워크 ID 부분은 1로, 호스트 ID 부분은 0으로 채운다.
255.255.255.0 또는 192.168.1.1/24인데, 24는 24비트가 모두 1의 값을 갖는다는 뜻.

6장 전송 계층 : 오류 없이 데이터를 전달하는 단계

전송 계층

오류를 점검하는 기능
컴퓨터가 제대로 데이터를 받았을 경우 어떤 애플리케이션으로 전달해야 하는지 식별

혼잡 제어(Congestion Control) : 네트워크로 들어가는 정보량을 조절하여 네트워크가 혼잡해지지 않게 조절

송신자는 먼저 하나의 데이터만 보내고, 수신자 측에서 ACK가 오면 전송량을 2배씩 증가시켜 나감
그러다 Time Out이 발생하거나 ACK를 여러 번 받았다면 데이터를 줄여서 보낸다.

흐름 제어 (정지-대기) : 데이터 전송 후 다음 데이터 전달 전 확인 응답 기다리기

오류 제어

확인 응답 : 수신자 측으로부터 ACK라는 응답을 못 받으면 오류 판단
시간 초과 : 특정 시간 내에 ACK가 없으면 세그먼트에 오류가 있다 판단

재전송이 필요한 상황

데이터가 중간에 손실될 때 : 송신자가 데이터 보냈는데 수신자는 아무것도 못 받음
데이터 순서가 바뀔 때
데이터가 훼손됐을 때

연결형 통신 : 데이터를 정확하게 전달하는 것을 목표, TCP 프로토콜 사용
비연결형 통신 : 효율적으로 데이터를 보냄, UDP 프로토콜 사용

TCP(Transmossion Control Protocol) 프로토콜 통신

3방향 핸드셰이크로 통신 시작
- 송신자가 수신자에게 SYN(Synchronize Sequence Number)라는 임의의 숫자 보냄
- 수신자는 확인의 의미로 ACK와 함께 SYN를 보냄. 이때 ACK는 받았던 SYN에 1이 더해진 숫자, SYN은 임의의 숫자.
- 송신자가 ACK를 다시 보내면 끝.

포트 번호 : 프로그램의 주소 (65,536개 존재)

0~1023번 : well-known port. 특정한 쓰임을 위해 사용
1024~49151번 : registered port. 기관이나 기업들이 사용
49152~65535번 : dynamic port. 일반 사용자들이 자유롭게 사용

일련번호 : 송신자가 수신자에게 보내려는 데이터가 몇 번째인지 알려줌
확인 응답 번호 : 수신자가 몇 번째 데이터를 받았는지 송신자에게 알려줌
패킷의 크기 : 한 번에 보낼 수 있는 데이터의 최대 크기
윈도우 사이즈 : 수신자가 받을 수 있는 데이터 양을 고려하여 송신자가 보내는 데이터 최대 크기 (핸드셰이크 과정에서 Window_Size라는 정보를 주고받는다)
코드 비트 : TURG, ACK, SYN 등 정의

UDP(User Datagram Protocol)

신뢰성을 보장하지 않는다. 실시간 방송 등에 적합.
UDP 프로토콜 헤더는 송수싲나 포트 번호, 헤더 길이, 검사합 정보만 포함

로드 밸런서(Load Balancer)

여러 대의 서버를 두고 사용자가 한쪽으로 몰리는 것을 분산시켜주는 장치
Scale Out : 1대의 서버에서 여러 대로 늘리는 것
Load Balancing : 부하를 분산시켜주는 작업
부하 분산 방법
- Round Robin : 각 서버별로 돌아가면서 처리
- Weighted Round Robin : 돌아가며 처리하지만 일부 서버는 큰 트래픽을 몰아 받음
- Random : 무작위 분배
- Hash : 특정 클라는 특정 서버에서만 처리
- 포트 번호를 이용하여 부하를 분산시킬 수도 있다

7장 응용 계층 : 애플리케이션에 접속하는 단계

클라에서 서버로 데이터 보낼 때 응용 계층 프로토콜 사용. HTTP, DNS 등
응용 계층의 로드 밸런서는 URI, HTTP 헤더, 쿠키 등의 내용 기준으로 서비스 별 부하 분산 가능.

HTTP(HyperText Transfer Protocol)

클라와 서버가 어떻게 데이터 교환할지 정해놓은 규칙. 80번 포트 사용.
GET /Index.htrml HTTP/1.1과 같이 문자 형태로 데이터가 전송됨. 각각 메서드 경로 버전

DNS 서버

도메인 주소를 IP 주소로 변경해주는게 DNS(Domain Name System) 서버
DNS 서버는 계층적으로 구성돼있음. 루트에서 시작해서 .com, 최종적으로 www.google.com

DHCP 서버

IP 주소를 일일이 관리해줄 수 없으니까 DHCP 서버로 자동 관리
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버는 사용자들에게 IP 주소를 할당하거나 회수하는 것을 자동으로 해줌

8장 예시를 통한 네트워크 흐름 이해하기

송신자 관점

응용 계층 : Get /index.html HTTP/1.1
전송 계층 : 이전 + 송신자 포트, 수신자 포트, 기타 정보
네트워크 계층 : 이전 + 송신자 IP, 수신자 IP, 기타 정보
데이터 링크 계층 : 송신자 MAC 주소, 수신자 MAC 주소(송신자의 라우터 MAC 주소), 기타 정보
물리 계층 : 랜 카드에서 전기 신호로 변환

장비 관점

송신자가 웹 서버에 데이터를 요청
스위치에 MAC 주소 찾으러 가지만 스위치도 안 갖고 있음
수신자의 MAC 주소를 라우터 A의 MAC 주소로 변경하고 라우터 A로 전달
라우터 A가 받은 수신자 MAC 주소가 자기 자신이면 이더넷 헤더 떼어내고 네트워크 계층에 데이터를 전달
라우팅 테이블에 수신자 IP 주소 등록돼있는지 확인하고 있다면 송신자 IP 주소를 자신의 IP 주소로 교체
라우터 간의 통신에서 가장 중요한 점 : 송신자 MAC 주소는 라우터 A 자신의 MAC 주소로, 수신자 MAC 주소는 라우터 B MAC 주소로.
아까 바꿨던 이더넷 헤더 다시 결합시키고 물리 계층으로 라우터 B로