NetWork

Network

여러 PC가 통신하기 위한 망

ARPA(the Advanced Research Project Agency)

최초의 네트워크
컴퓨터들을 찾고 도와주는 시스템

IMPS(Interface Message Processors)

장치에 대한 메세지를 뿌려주는 프로그램
ICMP 인터넷 protocol로 발전

IEEE

미국 전기 전자 엔지니어링 협회(표준)
IEE 802.11
- 무선
IEE 802.3
- 물리적 매체

RFC

인터넷 표준 문서

전자 통신의 통신 방식

Full-Duplex (전이중) 통신
- 동시에 양방향 전송이 가능한 방식
- 전송량 많음
- 전송 매체의 용량 큼
- ex) 전화
Half-Duplex (반이중) 통신
- 양방향 전송이 가능하지만 동시에 양쪽 방향에서 전송할 수 없는 방식
- ex) 무전기
Simplex (단방향) 통신
- 한쪽 방향으로만 전송이 가능한 방식
- 일방적인 송신 또는 수신만 가능
- ex) 라디오, TV

Protocol

통신 규약
통신하기 위한 방법

TCP(Transmission Control Protocol)

질의응답 YES
확인 응답 YES
속도 ↓
신뢰성 protocol
상호 통신 (양방향 통신)
연결 지향
- 연결 설정 → 연결 유지 → 연결 종료
3 Way Handshaking 통신
- 서버와 클라이언트 구조의 명령 전달 서비스 및 프로그램
확인해서 정확하게 데이터를 주고 받아야하는 경우 사용
- 장거리, 많은 양의 데이터 전송 시 사용
- 채팅, 원격 접속, 서비스 공유 등
순서번호 → 조각화 (Fragmentation) → 재조립 (Reassembly) → 유실 → 재전송/오류 → 순서대로 조립/재전송
TCP/IP header : 6

TCP Flags

SYN(Synchronization)
- 시퀀스 번호 전송, 연결 요청
ACK(Acknowledgement)
- 응답
RST(Reset)
- 재시작
PSH(Push)
- 지연된 내용 우선 처리
URG(Urgent)
- 긴급 패킷
FIN(Finish)
- 종료

3 Way Handshake

TCP 연결 과정
- 서로 질의 응답 확인

4 Way Handshake

TCP 연결 해제 과정
- 서로 질의 응답 확인

UDP(User Datagram Protocol)

질의 응답 NO
확인 응답 NO
속도 ↑
비신뢰성 protocol
일방 통신 (단방향 통신)
끊기면 안되는 스트림 통신이거나 속도가 중요한 경우 사용
실질적인 동기화가 필요한 동영상 스트리밍, 프로세스, 토렌토 등
TCP/IP header : 17

TCP/IP 4 Layer & OSI 7 Layer

Encapsulation	TCP/IP Layer	OSI 7 Layer	PDU( Protocol Data Unit)	Decapsulation
⬇		7 application(응용)계층	data	⬆
⬇	4 Appplication 계층(TCP/IP) - 데이터 생성	6 presentation(표현)계층	data	⬆
⬇		5 session(연결)계층	data	⬆
⬇	3 transport 계층(TCP/IP) - 데이터 전송(실제 통신 구간)	4 transport(전송)계층	segment	⬆
⬇	2 internet 계층(TCP/IP)	3 network(통신)계층	packet	⬆
⬇	1 network interface 계층(TCP/IP)	2 data-link(물리주소)계층	frame	⬆
⬇		1 physical(물리)계층	bit	⬆

OSI 7 Layer (Open System Interconnect)

7 application (응용) 계층

응용 프로그램
사용자에게 편리한 인터페이스를 제공하는 기능
- TUI → GUI
PDU (Protocol Data Unit) : data

6 presentation (표현) 계층

프로그램 표현 (확장자) 결정
- jpg, mp4, zip
SSL (암호화) 이루어짐
포맷, 압축, 암호화, 인코딩
PDU (Protocol Data Unit) : data

5 session (연결) 계층

protocol 제어 서비스
- 시작, 종료, 정지
서비스 연결 흐름 제어
상대방 PC와 연결시켜주는 service
PDU (Protocol Data Unit) : data

4 transport (전송) 계층

전송에 대한 결정
통신 방법 결정
- TCP : 63555개 / UDP : 63555개
PDU (Protocol Data Unit) : segment

3 network (통신) 계층

컴퓨터가 통신할 수 있도록 주소 설정
서로 다른 네트워크를 연결
논리적 주소 체계/통신
논리적 연결 → 주소 광고/학습 → 최적의 경로 연산
Check Sum
- 오류 체크
- TCP 필수 사용
  - 오류 발생 → 재전송 = establish
- UDP 옵션 사용
  - 오류 발생 → 다음 동작 x
3계층 장비 : Router
- Gateway를 통해서 서로 다른 네트워크를 연결해주는 네트워크 장비
- 각 네트워크 당 1개의 IP설정 가능
- 여러 개의 네트워크 대역 IP 소지 가능
Gateway 존재
- 다른 네트워크와 통신하기 위한 통로 주소
- 네트워크 내부 주소를 Router IP에 설정
- Gateway가 없으면 다른 네트워크 통신 불가
- Gateway의 구조
  - x.x.x.0
    - Net IP (start) Gateway 미사용
  - x.x.x.1
    - DHCP (Dynamic Host Control Protocol)
    - 공유기 설정
    - KT/SKT 등 통신사 선점
    - Gateway 미사용
  - x.x.x.2
    - NAT(VMware, 가상화)
  - x.x.x.3~253
    - Host 할당 (사용자 임의)
  - x.x.x.254
    - 공유기 Gateway로 자주 사용
  - x.x.x.255
    - BroadCast (END)
    - Gateway 미사용
대표적인 Protocol
- ICMP (Internet Control Message Protocol)
  - 인터넷 제어 메세지
  - 인터넷에 대한 흐름을 메세지 형태로 출력
  - 대표 명령어
    1 ping
- IP (Internet Protocol)
  - PC 간 연결을 하기 위한 통신 규약 (인터넷 규약)
  - 인터넷 상에 있는 컴퓨터 고유의 주소
  - 인터넷 상의 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 데이터 주고 받기 가능
  - 논리적 주소
    - Network-ID 부분은 변경 불가
    - Host-ID 부분은 변경 가능
- ARP (Address Resolution Protocol)
  - 주소 결정 protocol
  - 네트워크 상에서 ip주소를 물리적 네트워크 주소로 대응 시키기 위해 사용
  - ARP
    - 논리적 주소 → 물리적 주소 변환
  - RARP
    - 물리적 주소 → 논리적 주소 변환
TCP / IP header : 1
PDU (Protocol Data Unit) : packet

2 data-link (물리주소) 계층

SW와 HW를 연결
물리적 주소 체계 / 통신
HW주소 (MAC 주소)관리 및 저장
MAC 주소를 통한 통신 인터페이스 연결
MAC 주소 (Media Access Control)
- 장치 접근하기 위한 접근 제어 주소
- 물리적 주소
- 네트워크 인터페이스의 고유 식별 주소
  - 처음부터 부여된 주소로 변경 불가
- 동일 network 안에서 host 식별자
- 통신에 대한 충돌방지
- 장치 우선 순위 지정하는 기준 값
- 00-00-00-00-00-00 형식
  - 제조 고유 번호 (OUI조직 식별자) - 실제 주소 (제품 ID)
- 16진수로 표현
- MAC 주소 확인 명령어
  1 show mac_address table
Collision Domain을 처리
Duplex 조정 가능
다차선 통신 가능(half / full)
CRC 알고리즘을 이용한 FCS (오류검사)
- CRC(Cyclic Redundancy Check)
  - 오류 검사
  - 신뢰성 검사
2계층 장비 : Switch
- 2계층 MAC 주소 관리 장치
- 같은 네트워크를 연결해주는 장비
- 여러대의 PC를 연결할 때 Switch 사용하면 충돌 방지, 교통 정리 효과
- L2 Switch 특징
  - Hub 확장 version
  - 전송 중 패킷 충돌 방지 하기 위해 패킷의 목적지로 지정할 port를 직접 전송
  - 1 : 1 연결
  - 기본 Switch
- L3 Switch
  - L2 Switch 확장
  - 라우팅 기능 추가
  - IP 학습 가능
- L4 Switch
  - L3 Switch 확장
  - TCP/UDP 제어 스위치
  - TCP/IP protocol 기반 동작
  - 가상 LAN, 그룹화, 부하 분산 기능 제공
- Switch의 기능
  1. Flooding(넘치다)
    - 연결된 Port 전부 다 질의(Broadcast), 들어온 port를 제외하고 모든 port에 전송
  2. Learning(배우다)
    - Switch Port에서 받은 수신지와 도착지의 Mac주소를 table에 저장
  3. Filtering(거르다)
    - 배운 Mac주소 상의 경로일 때 경로 외 다른 경로 차단
  4. Fowarding(보내다)
    - 배운 Mac주소대로 패킷을 전송, Mac주소에 일치하는 목적지일 경우 전송
  5. Aging(일정시간 후 삭제)
    - 배운 Mac-Table 일정시간 후 자동 삭제, 일정시간 동안 통신 안될 시 자동 삭제
- Switch 기법
  - store and forward
    - 처음부터 끝까지 검사 후 전송
  - cut-trough
    - 출발지 = 목적지만 확인 후 바로 전송
  - fragment free store and forward
    - 64bit까지 검사 후 전송 (cut-trough)
PDU (Protocol Data Unit) : frame

1 physical (물리) 계층

Cable (1계층 장비) 을 통해 인터페이스 통신 및 데이터 전송
HUB,Repeater를 통해 PC들의 통신 확장
1 계층 장비 : Cable, HUB, Repeater
- Cable (UTP / STP)
  - 1계층 장비
  - PC와 장비 간의 연결
  - LAN 연결 시 사용
  - UTP (Unshielded Twisted Pair)
    - Direct Cable (T568B-T568B)
      - 다른 계층 장비끼리 연결할 때 사용
      - Router ↔️ Switch
    - Cross Cable (T568A-T568B)
      - 같은 계층 장비끼리 연결할 때 사용
      - Hub ↔️ Hub
    - T568B 규격
      - 주띠(RD+) 주(RD-) 초띠(TD+) 파 파띠 초(TD-) 갈띠 갈
    - T568A 규격
      - 초띠(TD+) 초(TD-) 주띠(RD+) 파 파띠 </span> 주(RD-) 갈띠 갈
    - RD (Receive Data)
    - TD (Transmit Data)
- HUB, Repeater
  - 통신 확장 기능을 가진 1계층 장비
  - 여러 대의 PC를 연결해서 하나의 IP로 나오게 함
Simplex (단방향) 통신
- 송신지와 수신지가 한번에 전송하면 충돌 발생
PDU (Protocol Data Unit) : bit

Encapsulation & Decapsulation

Encapsulation (캡슐화)

상위 계층에서 하위 계층으로 이동하면서 각 계층의 기능들을 데이터에 담아서 합치는 방식
패킷 압축 = 전송

Decapsulation (캡슐화 해제)

수신한 데이터를 하위 계층에서 상위계층으로 올라갈 때 각 계층의 헤더를 풀면서 올라가는 방식
패킷 압축 해제 = 수신

Port

서비스마다 구분시켜주는 값
직접 데이터를 전달
서비스를 정의한 전용 통신 회선
2^16 = 65535개 (UDP/TCP 각각)
Port 0~255
- 공공의 목적으로 사용하는 port
- http = 80, ftp = 20/21
- Well Known Port (IANA관리)
- 정해진 port, 절대적, 자주 쓰는 서비스로 예약된 주소
Port 256~1023
- 상용 목적 port
- ssl = 443
  - 넷스케이프가 만든 웹보안 → TLS, https
  - Well Known Port (IANA관리) : 정해진 port, 절대적, 자주 쓰는 서비스로 예약된 주소
Port 1024~4915
- 충돌 방지 위해 등록된 port
- 응용 프로그램의 네트워크 통신을 위해 할당된 주소
- Registered Port
Port 4916~65535
- 임의 port
- 동적 port (Dynamic port)
- 개발자 임의대로 사용 가능한 주소

중요 Port

Port Number	Protocol	Description	TCP/UDP
20	FTP	실제 Data 전송	TCP
21	FTP	인증, 명령어 인식, 프로그램 제어 작업	TCP
22	SSH	원격 통신, 암호화	TCP
23	Telnet	평문 통신, 원격 통신, 보안성 ⬇	TCP
25	SMTP	메일 전송(송신)용	TCP
53	DNS	IP 주소를 도메인으로 변환	TCP/UDP
67	DHCP	IP 주소를 동적으로 할당	UDP
68	DHCP	IP 주소를 동적으로 할당	UDP
69	TFTP	Router 전용 FTP, 단순한 파일 전송	UDP
80	HTTP	웹서비스 제공	TCP/UDP
110	POP3	메일 수신, 클라이언트에 메세지 저장	TCP
138	NetBios	윈도우에 대한 네트워크, 윈도우에서 파일 공유	TCP
143	IMAP	메일 수신, 서버에 메세지 저장, 보안성 ⬇	TCP
161	SNMP	실제 장치 검색, 네트워크 정보 관리 / 모니터링	UDP
443	HTTPS	HTTP over SSL, 암호화 전송	TCP

Network와 OSI 7 Layer

NetWork

Network

ARPA(the Advanced Research Project Agency)

IMPS(Interface Message Processors)

IEEE

RFC

전자 통신의 통신 방식

Protocol

Protocol

TCP(Transmission Control Protocol)

TCP Flags

3 Way Handshake

4 Way Handshake

UDP(User Datagram Protocol)

TCP/IP 4 Layer & OSI 7 Layer

OSI 7 Layer (Open System Interconnect)

7 application (응용) 계층

6 presentation (표현) 계층

5 session (연결) 계층

4 transport (전송) 계층

3 network (통신) 계층

2 data-link (물리주소) 계층

1 physical (물리) 계층

Encapsulation & Decapsulation

Encapsulation (캡슐화)

Decapsulation (캡슐화 해제)

Port

Port

중요 Port

Further Reading

LAN과 WAN

Cisco Packet Tracer 설정 및 CLI 명령어

Default/Static/Dynamic Routing