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Routing 라우팅

• 어떤 네트워크 안에서 통신 데이터를 보낼 때 최적의 경로를 선택하는 과정

• 최적의 경로는 주어진 데이터를 가장 짧은 거리로 또는 가장 적은 시간 안에 전송할 수 있는 경로

• 패킷 스위칭에선 일반적으로 라우터, 브릿지, 게이트웨이, 방화벽 또는 스위치로 불리는 중간 노드를 거쳐 출발지부터 최종 목적지까지 논리적으로 주소가 부여된 패킷의 전달 과정을 총괄 하는 것

라우터 딜레이

라우터에 발생하는 delay 4가지

• Processing Delay : 패킷헤더를 조사하고 그 패킷을 어디로 보낼지를 결정하는 시간

• Queuing Delay : 패킷은 큐에서 링크로 전송되기를 기다리면서 큐잉 지연을 겪는다

• Transmission Delay : 패킷의 길이를 L비트, 라우터 A에서 B까지의 링크 전송률은 Rbps라면, 전송지연은 L/R이다 (=패킷의 모든 비트를 링크로 밀어내는데 필요한시간)

• Propagation Delay : 일단 비트가 링크에 전해지면 라우터 B까지 전파되어야한다. 링크의 처음부터 라우터 B까지의 전파에 필요한 시간. d/s(d는 라우터 A와 B사이의 거리. s는 링크의 전파속도). 이는 빛의 속도와 같거나 그보다 조금 작다

위의 4개의 Delay를 다 합친 시간이 노드 상에서의 Delay(nodal)가 됨

Packet switching 패킷 교환

작은 블록의 패킷으로 데이터를 전송하며 데이터를 전송하는 동안만 네트워크 자원을 사용하도록 하는 방법

• 정보 전달의 단위인 패킷

• 패킷 교환망은 Store-and-Forward 방식을 사용하기 때문에 데이터가 들어오는 속도와 나가는 속도를 맞출 필요 없이 각 스테이션에 맞도록 속도를 조절
  -> 전송 지연이 줄어들고 통신 안정성이 늘어남

  Store-and-Forward 방식
  
  라우터가 패킷을 온전히 다 수신한 후 저장을 한 다음 아웃 바운드 링크(전송하는 쪽의 링크)로 패킷을 내보내는 방식

• 통신 기간 동안 독점적인 사용을 위해 두 통신 노드 사이를 연결하는 회선 교환 방식과는 달리 짤막한 데이터 트래픽에 적합

  Circuit switching 회선교환
  
  
  발신자와 수신자 또는 통신 쌍방이 통신을 시작하기 전에 미리 전용 연결(회선 또는 채널)을 설정해야만 하는 네트워크
  
  
  통신은 안정적. 다른 요인에 의해 통신이 방해 받지 않음
  대용량의 데이터를 고속으로 전송할 때 좋음
  네트워크 자원(network resource)을 많이 소모한다. 비효율적

WAN (Wide Area Network)

먼 거리에 있는 컴퓨터 그룹을 연결하는 대규모 컴퓨터 네트워크

• LAN(Local Area Network)은 WAN을 통해 연결

• WAN의 구성 요소에 대한 정의는 상당히 광범위함
  -> 넓은 지리적 영역에 걸쳐 분산된 모든 대규모 네트워크가 WAN
  -> 인터넷 자체도 WAN으로 간주

• 조직에서 LAN을 연결하여 WAN을 형성하는 방법 중 하나는 임대 회선이라는 것을 사용

  임대회선
  
  
  ISP와 같은 대규모 네트워크 공급자로부터 임대하는 직접 네트워크 연결
  
  
  수백 또는 수천 마일에 걸쳐 케이블, 라우터, 인터넷 익스체인지 포인트를 포함한 자체 물리적 네트워크 인프라를 구축하는 것은 대부분의 조직에서는 거의 불가능한 작업임
  따라서 대신 이미 이 인프라가 있는 회사로부터 직접 전용 연결을 임대

• 회사에서 임대 회선에 대한 비용을 지급하지 않으려면 터널링을 사용하여 LAN을 연결

  터널링
  
  
  터널링은 데이터 패킷을 다른 데이터 패킷 내에 캡슐화하여 다른 방법으로는 가지 못할 곳으로 이동하도록 하는 방법
  
  
  일부 네트워크 터널은 패킷의 내용을 도중에 가로챌 수 있는 사람으로부터 보호하기 위해 암호화됨
  암호화된 터널을 VPN, 즉 가상 사설망이라고 함
  IPsec은 일반적인 VPN 암호화 프로토콜 중 하나

프로토콜

컴퓨터 간 데이터 통신을 원활히 하기 위해 규정한 약속, 신호 송신의 순서(handshaking)나 데이터 표현법, 오류 검출법 등을 정한 것

HTTP 프로토콜


하이퍼텍스트를 전송하는 규약

• 하이퍼텍스트 : 한 문서에서 다른 문서로 즉시 접근할 수 있는 텍스트
• 비연결성 프로토콜, REQUEST에 대한 RESPONSE만 전달되고 연결 유지 X

HTTPS 프로토콜


HTTP + SSL, HTTP로 통신하는 소켓을 SSL(Secure Socket Layer) or TLS(Transport Layer Security)라는 프로토콜로 대체한 것 (새로운 별개의 프로토콜이 아니라 연결 방식이 달라진 것)

• HTTP는 TCP와 직접 통신하지만, HTTPS에서는 SSL과 통신하고 SSL이 TCP와 통신하는 방식
• SSL을 사용하기 때문에 암호화와 증명서, 안전성 보호를 이용할 수 있음
• 공통키 암호화 방식과 공개키 암호화 방식을 혼합한 하이브리드 암호 시스템 사용, 공통키를 공개 키 암호화 방식으로 교환하고 이후 통신은 공통키 암호를 사용하는 방식

OSI 7 Layer

ISO(국제표준화기구)에서 네트워크 통신 과정을 7단계로 정의한 국제통신표준규약

• 계층을 나눈 이유는 통신이 일어나는 과정이 단계별로 파악할 수 있기 때문
• 7단계 중 특정한 곳에 이상이 생기면 다른 단계의 장비 및 소프트웨어를 건들이지 않고도 이상이 생긴 단계만 고칠 수 있기 때문

7) Application : 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 서비스를 제공

• 최종 목적지로서 HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, Telnet 등과 같은 프로토콜이 있음
• 해당 통신 패킷들은 방금 나열한 프로토콜에 의해 모두 처리되며 우리가 사용하는 브라우저나, 메일 프로그램은 프로토콜을 보다 쉽게 사용하게 해주는 응용프로그램
• 한마디로 모든 통신의 양 끝단은 HTTP와 같은 프로토콜이지 응용프로그램이 아님

6) Presentation : 세션 계층 간의 주고받는 인터페이스를 일관성 있게 제공

• MIME 인코딩이나 암호화 등의 동작이 이 계층에서 이루어 짐

5) Session : 통신 시스템 사용자 간의 연결을 유지 및 설정

• 데이터가 통신하기 위한 논리적인 연결

4) Transport : TCP/UDP 포트 정보를 참조해 데이터의 전송

• 통신을 활성화하기 위한 계층
• 연결 기반(connection oriented)
  • 이는 전송 계층이 패킷들의 전송이 유효한지 확인하고 전송 실패한 패킷들을 다시 전송한다는 것을 뜻함
• 패킷 생성(Assembly/Sequencing/Deassembly/Error detection/Request repeat/Flow control) 및 전송

3) Network : IP를 기반으로 데이터(패킷) 전송 경로 결정 (라우팅)

• IP주소를 사용
• 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능(라우팅)
• 이 계층의 목적은 경로를 선택하고 주소를 정하고 경로에 따라 패킷을 전달해주는 것
• 여러개의 노드를 거칠때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층
• 라우팅, 흐름 제어, 세그멘테이션(segmentation/desegmentation), 오류 제어, 인터네트워킹(Internetworking) 등을 수행

2) DataLink : 송/수신 확인, MAC Address로 통신 (브릿지, 스위치)

• 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행
• 맥 주소를 가지고 통신
• 이 계층에서 전송되는 단위를 프레임
• 브릿지나 스위치를 통해 맥주소를 가지고 물리계층에서 받은 정보를 전달

1) Physical : 전송하는데 필요한 기능 제공 (통신 케이블, 허브)

• 케이블, 리피터, 허브를 통해 데이터 전송
• 데이터가 무엇인지, 어떤 에러가 있는지 등에는 전혀 신경 쓰지 않는다. 단지 데이터 전기적인 신호로 변환해서 주고받는 기능만 할 뿐

A / P / S / T / N / D / P
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