CCNA_ITA(3)

데이터 전송 프로토콜

• TCP/IP 5계층
  Layer 5: 애플리케이션 계층
  ----- upper layer -----
  Layer 4: 전송 계층(TCP/UDP)
  Layer 3: 인터넷 계층(ICMP, IPv4/v6, ARP/RARP)
  ----- under layer -----
  Layer 2: 네트워크 계층
  Layer 1: 물리 계층
  -----------------------
• 프로토콜

1. TCP 프로토콜

   • 연결: 3-way-handshake(S-SA-A)
     연결 끊기: 4-way-handshake(FA-A-FA-A)
   • 데이터 스트림 서비스: 데이터를 세그먼트 단위로 데이터 분할/재조립 처리
   • 흐름 제어
     • stop and wait: 한개씩 보내는 것
     • sliding window: 윈도우 사이즈 만큼 데이터 송수신 -> 처리율, 효율 증가
   • 재전송 서비스(Ack): 송신한 세그먼트에 Ack을 수신하지 못하면, 해당 세그먼트를 재전송
   • 오류 제어 & 오류 정정: 체크섬(Checksum)을 이용해 세그먼트 재전송
     • CRC코드?
   • 흐름제어: 슬라이딩 윈도우를 사용해 송수신 시스템간 윈도우 크기만큼 세그먼트를 전송하고 Ack을 수신
   • 혼잡 제어: 혼잡제어 윈도우(congestion Windows)를 이용해 혼잡 발생시 윈도우 사이즈를 변동해 혼잡 회피
   • Control flag: 12비트의 플래그 신고
     URG: 긴급 처리 요청, ACK: 응답, PUSH: 데이터 전송, RST: 강제 연결 종료, SYN: 통신 연결, FIN: 통신 종료, ...
   • 대표적인 TCP 프로토콜 애플리케이션: HTTP/HTTPS, SSH, Telnet, FTP, SMTP, POP3/IMAP4,...
   • TCP 헤더(20 ~ 60 bytes)
     

2. UDP 프로토콜

• Layer 4 프로토콜
• 비연결 지향성 프로토콜
• BE(Best Effort) 서비스( 최선을 다해 전송하지만 보장하지않는 방식)
• 오류 검사(checksum)
  손상된 데이터는 drop된다. 단, 재전송하지 않음.
• 단순한 요청/응답만 실시하는 서비스, 실시간 트래픽 전송 서비스(영상, 음성)
  브로드캐스트/멀티캐스트 서비스에 유리
• 대표적 프로토콜

3. IP 프로토콜

• Layer 3 프로토콜
• 비연결 지향성 프로토콜
• BE(BestEffort) 서비스
• (송신: 조각)Fragmentation/(수신: 재조립)Reassembly
• 로컬 환경에서 원격 환경으로 데이터 전송 담당(라우팅)
• IP 헤더
  
• 분석
  • Version:
  • Header Length:
  • Type of Service: QoS(Quality of Service)
  • Identification
  • Flag
  • Flagment Offset
  • TTL(Hop count)
    Cisco IOS: 255, Windows: 128, Linux: 64
  • protocol
  • Header Checksum
  • Source IP
  • Destination IP

4. ICMP(Internet Control Message Protocol) 프로토콜

• 1) ICMP 프로토콜 특징
  • Layer 3계층 프로토콜
  • IP 프로토콜에 대한 신뢰성을 보장하기 위한 메세지 교환 프로토콜
  • ex)
    • 요청: ICMP echo request(8), ICMP echo reply(0)
    • 에러: ICMP destination unrech(3)
• 2) ICMP 프로토콜 대표적인 명령어
  • ping
    ping 10.1.1.1
    ping -l 4000 10.1.1.1
    ping -n 2 10.1.1.1
  • traceroute, tracert
    tracert 10.1.1.1
    tracery -d 10.1.1.1 // 주소를 호스트 이름으로 확인하지 않는다.
• 3) ICMP 헤더
  • Type: echo request(8), echo reply(0), est. unrech(3)
  • Code:
  • Checksum
  • Identifier
  • Sequence number
  • Data

5. ARP (Address Resolution Protocol)프로토콜

• Layer 3 프로토콜
• 목적지 IP 주소에 대한 MAC 주소를 학습하는 프로토콜
• 만약, 목적지 IP 주소에 대한 MAC 주소의 정보가 ARP 테이블에 없다면
  • => ARP request(broadcast)
  • => ARP reply(unicast)
• ARP 헤더
  • Hardware Type: Ethernet
  • Protocol type: IPv4(0x0800)
  • Hardware size: 6
  • Protocol size: 4
  • Opcode: request(1), reploy(2)
  • Sender MAC address
  • Sender IP address
  • Target MAC address
  • Target IP address

6. 이더넷 프로토콜

• 프로토콜
  • IEEE 802.2(LLC)
  • IEEE 802.1(Bridging)
  • IEEE 802.3(MAC)
• 이더넷 헤더
  • Destination MAC: 목적지 MAC 주소
  • Source MAC: 출발지 MAC 주소
  • Type: ARP, IPv4, IPv6
• [참고]
  MAC 주소 체계
  • 유니캐스트: 0000.0c00.1122
  • 브로드캐스트: ffff.ffff.ffff
  • 멀티캐스트: 0010.5exx.xxxx (스트리밍 서비스)

7. 이더넷 전송 방식 유형

• Half-Duplex: 단방향 통신(무선환경, 무전기)
• Full-Duplex: 양방향 통신(유선환경)

8. Physical Layer - Cable

• 랜 전송 매체
  • 구리선(Coxial Cable)
  • 꼬임선(Twist Pair Cable)
    • UFP(Unsheild Twist Pair Cable)
      CAT 5: 10/100M
      CAT 5e: 10/100/1000M
      CAT 6: 1G
      CAT 7: 1G
    • STP(Sheild Twist Pair Cable)
  • 광케이블(Fiber Optical)

OSI 참조 모델

• OSI 참조 모델
  Layer 7: 애플리케이션 계층
  Layer 6: 표현 계층
  Layer 5: 세션 계층(PDU)
  ---------------- 상위 계층: 서비스 구현 & 데이터 생성 담당 => Apllication 담당
  Layer 4: 전송계층(Segment)
  Layer 3: 네트워크 계층(Packet, IP Datagram)
  Layer 2: 데이터 링크 계층(Frame)
  Layer 1: 물리 계층(bits)
  ---------------- 하위 계층: 데이터 전송 담당 -> 전송 장비, 전송 프로토콜, OS 담당

• 애플리케이션 계층

  • 사용자에게 서비스가 구현/제공되는 계층
  • OS 기반에서 응용 프로그램 & 응용 프로토콜 담당
  • 프로토콜: HTTP, SMTP, FTP, Telnet, ...

• 표현 계층

  • 애플리케이션 계층에서 서비스가 구현되도록 데이터 해독/압축/해지/인코딩/디코딩
  • 프로토콜: ASCII, MPEG, JPEG, MIDI, ...

• 세션 계층(PDU(Protocol Data Unit)

  • 클라이언트와 서버 간의 논리적인 연결 담당(다양한 옵션 결정)
  • 프로토콜: NetBIOS, SAP, SDP, NWLink, ...

• 전송계층(Segment)

  • TCP/UDP, SPX

• 네트워크 계층(Packet, IP datagram)

  • IP, IPX

• 데이터링크 계층(Frame) --> ETH | IP | TCP/UDP | DATA

  • Ethernet, Token Ring, FDDI, AppleTalk

• 물리 계층

  • 전기적인 신호 처리
  • 실제 물리 장치