컴퓨터 네트워크 -2-

CuriHuS·2023년 10월 11일

컴퓨터네트워크

Computer Network

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TCP/IP

인터넷을 사용하는 모든 통신의 기본 프토토콜
여러 가지 프로토콜의 조합
TCP/IP를 기반으로 BAN, PAN, LAN, MAN, WAN 구간의 장치들이 데이터를 주고 받음
4개의 계층
TCP: 서비스, IP: 주소
수 많은 프로토콜들이 IP주소를 기반으로 동작

TCP/UDP(통신 규약) → Data 전송 방식

TCP 방식 80번 포트 → http(요즘엔 UDP 쓰는 듯)

TCP 방식 443번 포트 → https

TCP/UDP 53번 포트 → DNS

Default Gateway : 본인과 가장 가까운 라우터(다른 네트워크 대역으로 데이터를 전송해주는)의 주소

DNS : Domain Name Service
→ 도메인을 입력하면 연결된 주소로 이동한다
DNS Server : 도메인 주소 질의 응답하는 서버

해당 도메인에 대한 IP가 없으면 DNS 질의 응답을 먼저 함(53번 포트) → 이후 도메인 학습이 되면 80번 포트를 사용하는 http 프로토콜을 활용하여 웹사이트 접속

네트워크 접속 계층

OSI 참조 모델의 물리 계층 + 데이터 링크 계층(MAC주소) 역할 수행
ARP: 목적지의 MAC주소를 모를 때 알아내기 위해 사용하는 프로토콜
RARP: 목적지의 IP주소를 모를 때 알아내기 위해 사용하는 프로토콜
NIC, 스위치, 스위치 허브(스위치와 달리 MAC-TABLE 저장 X, 거의 안 쓰임 요즘)는 네트워크 접속 계층 대표 장치
패킷을 프레임화 한다.(패킷에 집중X)
ARP는 Broadcast, ARP의 대한 응답은 Unicast 수행(1:1 통신)

인터넷 계층

패킷의 송수신 담당, IP 주소 체계 관리
패킷 수신하면, IP 주소 확인하여 패킷을 목적지로 보내는 라우팅 기능 수행, 라우팅의 경로는 어떤 라우팅 프로토콜을 쓰는지에 따라 달라진다

IP : 컴퓨터네트워크 장치를 나타내는 수단, v4(32bit), v6(128bit) 존재
IMCP : Echo Request + Echo Reply = Ping

인터넷 제어 메시지 프로토콜, 장치 간 통신 가능 여부 확인 시 사용

전송 계층

종단 간의 통신이 완성되는 계층 TCP, UDP가 대표적이며 포트 번호를 사용해 통신
TCP는 신뢰성 있는 통신 제공 / UDP는 TCP에 비해 신뢰성 있는 통신 제공하진 않지만 통신 데이터 처리 속도가 빠르다.
UDP를 이용해 신뢰성 있는 통신을 할 경우 다른 프로토콜을 함께 사용하여 신뢰성 제공
TCP/UDP는 RFC 1700문서에서 제공 중
Well-Known 포트란 대부분의 시스템 간 널리 이용되는 애플리케이션의 기본 값으로 설정되어 있는 포트 번호를 말한다. ex) 80, 443 번 등

응용 계층

TCP 신뢰성 통신
- ACK 3. SACH 5-10 요청
- 3부터 Windows size만큼 받는데 5-10까지만 도착함
- 즉, 3,4,11,12 segment를 다시 보내줌

Windows size : 이 사이즈에 크기에 맞춰 Segment를 받는다.(ex. 10이면 10개를 받고 응답받고 반복)

TCP 헤더

연결 지향형 서비스 제공,신뢰성 있는 데이터 전송 보장
출발지 포트번호, 도착지 포트번호, 순서 번호, 수신 확인 응답 번호, 헤더 길이, 예약 번호, URG, ACK, PUSH, RST, SYN, FIN, 윈도우 크기(Window size), TCP Checksum, 긴급 포인터, 옵션

UDP 헤더

전송 계층에서 동작+ 포트번호 기반 통신(=TCP)
Well-Known Port 기반 통신
출발지 포트번호, 도착지 포트번호, 길이, Checksum

TCP와 차이점

수신 확인 응답X
데이터 흐름 제어 기능 수행X
송수신 장치 간 비연결형 서비스(데이터 간 전후 관계 고려X) 지원
=> 송수신 절차가 간단하고, 오류 제어 기능 제공으로 소량 데이터 전송 및 실시간 데이터 전송에 효과적

IP 헤더

OSI 7 Layer 3계층(네트워크 계층)에서 패킷을 출발지에서 목적지까지 전달하는데 사용
최선형 서비스 기반으로 패킷 전달, 패킷 도착 보증X -> 손실, 손상 가능성
TCP 같은 신뢰성 프로토콜 사용 -> 최선형 서비스 단점 보완
도착한 패킷의 순서가 순차적X
v4의 부족으로 v6가 대안 -> 현재 동시 사용 중
IP는 비 신뢰성, 데이터 흐름 관여X
IP 헤더 목록: 버전, 헤더 길이, TOS, 전체 길이, ECN, 식별자, 플래그, 분할 위치, TTL, 프로토콜, 헤더 체크섬, 출발지 IP 주소, 도착지 IP 주소, 옵션

IPv4 주소

32bit 표현, 4개의 옥텟(8bit)으로 구분

하나의 옥텟에 0~255까지 표현
사설 IP : 네트워크 관리자가 임의 할당 가능, ISP에서 할당 받지 않은 주소
공인 IP : 딱 1개, ISP에서 할당 받은 주소, 내가 속하지 않은 다른 네트워크의 장치와 통신하기 위해 반드시 사용

IP주소 = Network 부분 + Host 부분

IP주소는 IP주소/서브넷 마스크 형태로 표시된다

서브넷 마스크

: IP주소를 Network, Host 부분으로 구분해줌

A Class(0.0.0.0~127.255.255.255)

8비트 서브넷 마스크(255.0.0.0)
0,127은 할당되어 있어 사용X
10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 범위는 사설IP 대역

B Class(128.0.0.0~191.255.255.255)

기본 서브넷 마스크 16bit(255.255.0.0)
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255의 범위는 사설 IP 대역

C Class(192.0.0.0~223.255.255.255)

기본 서브넷 마스크 24bit(255.255.255.0)
192.168.0.0~192.168.255.255의 범위는 사설 IP 대역

D Class(224.0.0.0~239.255.255.255)

일반 장치에 할당X

E Class(240.0.0.0~255.255.255.255)

일반 장치 할당 X

IPv4 주소 분류

Host Field를 모두 0으로 채우면 Network ID, 모두 1로 채우면 Broadcast 주소
ex) IP 주소가 192.168.10.1/24일 경우
Network ID: 192.168.10.0
Broadcast : 192.168.10.255
=> 사용 가능 대역: 192.168.10.1 ~ 192.168.10.254