정보통신개론7 : 계층 별 프로토콜

인터넷 계층별 프로토콜

1.     네트워크 접근 계층 프로토콜

: 네트워크 매체와 인터페이스에서 하드웨어의 세부사항을 처리하며, 상위 계층의 데이터를 수용하여 연결된 다른 네트워크로 전송

→ Protocol : Ethernet, Token Ring, X.25, FDDI [ Fiber Distributed Digital Interface ]

2.     인터넷 계층 프로토콜

: 발신지에서 목적지로 데이터를 전송하는 일

: 주소지정, 패키징, 라우팅 등의 기능 제공 [ 전달되는 데이터 : 데이터그램 ]

-      신뢰성 없고, 오류 검사나 추적 X

→ Protocol : IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP

 

2.1  IP [ Internet Protocol ]

: 다양한 네트워크로 구상된 인터넷을 이용해 발신지에서 목적지까지 데이터그램을 전송할 수 있도록 라우팅 기능을 수행

: 오류와 상황보고, 경로를 제어하는 정보 전달 기능 등은 포함 X

n  IPv6 [ Internet Protocol version 6 ]

특징

ㄱ.   128비트, IPv4의 4배의 주소 공간

ㄴ.   Unicast, Anycast, Multicast

 

: IP Routing

-      송신지에서 목적지로 패킷을 전송할 경로를 직접 연결하지 않고 중간 노드를 경유하여 연결하는 기능. 라우팅 기능을 수행하는 장비를 라우터이다.

 

2.2  ICMP [ Internet Control Message Protocol ]

: 오류 보고, 상황 보고, 경로를 제어하는 정보 전달 기능

: IP에서 발생하는 문제를 처리하기 위한 프로토콜

-      ICMP Message Encapsulation

n  ICMP Message : 인터넷과 라우터를 거쳐 운반되므로 IP로 캡슐화

 

2.3  IGMP [ Internet Group Message Protocol ]

: 멀티캐스트 기능을 수행하는 프로토콜

: 네트워크의 멀티캐스트 트래픽을 자동 조절,제한하며 수신자 그룹에게 메시지 동시전송

: 멀티캐스트 트래픽 제어 시 쿼리메시지와 리포트메시지 이용

n  쿼리메시지 [ 라우터 같은 네트워크 장비가 보내는 메시지 ]

n  리포트메시지 [ 수신 받은 호스트가 대답하는 메시지 ]

 

2.4  Internet Routing Protocol

: 자율시스템의 구성요소가 라우팅 정보를 저장/관리하며, 이 정보를 사용하는 프로토콜

-      자율시스템 : 네트워크 내부의 라우팅이나 관리를 독자적으로 운영하는 것

 

-      주소결정 프로토콜 [ ARP, Address Resolution Protocol ]

: IP주소를 네트워크 인터페이스 카드 [NIC]의 물리적 주소인 이더넷 주소로 변환

→ IP와 관련된 LAN카드의 물리 주소를 알아내는 프로토콜

 

-      역주소 결정 프로토콜 [ RARP , Reverse Address Resolution Protocol ]

: 네트워크 인터페이스 카드[NIC]의 물리적 주소인 이더넷 주소를 IP주소로 변환

-      내부 게이트웨이 프로토콜 [ IGP , Interior Gateway Protocol ]

: 내부 게이트웨이와 외부 게이트에 위치하며, 자율시스템 내부에서 작동

-      외부 게이트웨이 프로토콜 [ EGP, Exterior Gateway Protocol ]

: 외부 게이트에 위치, 서로 다른 자율 시스템 사이에서 작동

 

 

1.     전송계층 프로토콜

: 포트를 사용한 두 종단 호스트 사이에서 데이터를 전달하는 역할

: 대표 프로토콜 → TCP / UDP

 

1.1  TCP [ Transmission Control Protocol ]

두 종단 간의 연결을 설정 후 데이터를 8bit의 바이트 스트림으로 교환하는 연결형 프로토콜

: 응용 프로그램 간에 메시지를 전달하며 이를 위해 포트 번호 이용

: TCP에서 전달되는 데이터를 세그먼트 [ Segment ]

 

-      TCP의 연결 설정 3단계

ㄱ.   송신 측이 수신 측에 SYN 세그먼트를 보내 연결 설정 요청

ㄴ.   수신 측이 송신 측에 수신 확인으로 SYN 세그먼트를 전송

ㄷ.   송신 측이 수신 측에 응답 세그먼트의 확인 응답으로 ACK를 보냄

 

-      TCP의 연결 해제 4단계

ㄱ.   송신 측이 수신 측에 FIN 세그먼트를 보내 연결 해제를 요청

ㄴ.   수신 측이 송신 측에 확인 응답으로 ACK세그먼트를 전송

ㄷ.   수신 측이 송신 측에 FIN 세그먼트를 전송하여 연결 해제 요청

ㄹ.   송신 측이 수신 측에 응답 세그먼트의 확인 응답으로 ACK를 보냄

-      TCP의 특징

ㄱ.   연결 지향형 방식, 신뢰성 스트림 서비스

 

 

1.2  UDP [ User Datagram Protocol ]

: 두 종단 간에 연결을 설정하지 않고 데이터를 교환하는 비연결형 프로토콜

: 비연결성, 비신뢰성, 매우 빠른 전달 서비스 제공

 

2.     응용 계층 프로토콜과 인터넷 서비스

: 응용 계층 프로토콜 → 클라이언트와 서버 모델로 구현

: 클라이언트/서버 모델 → 클라이언트, 서버, 네트워크가 서로 연결되어 있는 환경

→ 연결형 : TCP/IP 프로토콜

→ 비연결형 : UDP/IP 프로토콜

-      동작원리

ㄱ.   대기 상태와 요청

n  서버 프로세스 : 임의의 컴퓨터 시스템에서 수행, 클라이언트의 요청 기다림

n  클라이언트 프로세스 : 서버나 컴퓨터네트워크와 연결된 컴퓨터 시스템에서 가동

ㄴ.   처리

: 서버가 클라이언트의 요청에 해당하는 서비스를 처리

ㄷ.   결과 통보

: 처리 결과를 클라이언트에 통보하는 응답

 

2.1  HTTP [ HyperText Transfer Protocol ]

-       하이퍼 텍스트 문서를 교환하는 데 사용하는 통신 규약

-      웹에서 HTML 문서를 송수신하는 데 사용

-      동작원리

n  사용자가 인터넷에 접속해 웹 문서를 이용할 때는 Client/Server 방식 이용

n  Client의 웹 브라우저가 서비스를 요구하면 하나의 TCP 연결을 생성

n  웹 브라우저에서 요구한 URL 도메인명에 해당 서버에 접근 HTML파일 검색

n  클라이언트에 요청

 

-      도메인 명을 IP주소로 변환하는 과정

n  웹 브라우저는 응답 받은 IP주소에 포트 80번으로 TCP 연결 설정

n  Client가 설정된 연결을 이용해 ‘ ~~.html’을 요청하는 명령어 송신

n  www.~~~.co.kr 서버가 test.html 파일을 클라이언트에 송신

n  www.~~~.co.kr이 TCP연결을 해제

n  test.html을 수신한 웹 브라우저는 텍스트 정보를 보여준 후 이미지 정보 보여줌

 

2.2  FTP [ File Transmission Protocol ]

: 파일을 효율적으로 주고 받을 수 있는 파일 전송 프로토콜

: 두 개의 연결 중 하나는 파일 전송용, 다른 하나는 제어용

-      파일 전송용 : Client 쪽에서 Server 쪽으로 파일을 전송할 때마다 생성해서 사용

-      제어용 : Client 쪽에서 Server 쪽으로 명령을 내리고 Server에 응답하기 위해 사용

n  서버는 FTP의 포트 21을 개방, 클라이언트가 접속하기 까지 대기

n  클라이언트는 연결 제어 위해 TCP 포트 21을 개방

n  클라이언트는 연결된 제어를 이용해 파일 전송 요청

n  서버는 FTP의 21포트로 클라이언트와 연결을 설정

n  서버는 연결을 이용해 클라이언트에 파일을 전송

n  파일 전송 후 서버는 연결을 해제

n  원하는 파일을 전부 수신했으면 클라이언트는 연결을 해제

n  서버는 다른 서비스 요청이 있을 때 까지 잠시 대기

 

2.3  텔넷 [ Telnet ]

: 원격지에서 컴퓨터를 이용한 가상 단말 기능을 구현하는 프로토콜

: 즉, 원격지에 위치한 호스트 컴퓨터를 로컬 컴퓨터처럼 사용

-      동작원리

ㄱ.   터미널에 있는 사용자는 로그인하려는 호스트와 TCP연결을 설정

ㄴ.   서버는 연결을 이용해 사용자에게 가상의 터미널을 제공

ㄷ.   사용자는 가상의 터미널을 실제 터미널처럼 이용

 

2.4  SMTP [ Simple Mail Transfer Protocol ]

: 전자우편 서비스를 사용할 수 있는 프로토콜

-      동작원리

n  송신 측에서 메일 명령을 수행

n  송신 측에서 SMTP에 규정된 전자우편 형식에 따라 내용을 작성

n  송신 측에서 송신용 메일 큐나 스풀에 송신할 내용의 전자우편을 미리 저장

n  송신 측에서 수신용 메일 큐에 전자우편이 있는지 검색

n  있으면 헤더를 참조해 SMTP규정에 따라 수신 측으로 전송

n  수신 측에서 수신용 메일 큐에 전자우편이 있으면 전자우편을 읽는다.

 

2.5  SNMP [ Simple Network Management Protocol ]

: 인터넷에서 네트워크를 관리하는 프로토콜, 네트워크 관리 정보를 교환하는 데 사용

: UDP 프로토콜 사용

: SNMP모델은 관리 대상 노드, 관리국, 관리 에이전트로 구성

n  관리 에이전트

: 관리국과 관리 대상 노드에 있고, 기기 상태나 이력 공간인 데이터베이스 관리

n  관리국

: 관리 에이전트와 SNMP 프로토콜로 통신, 관리 대상 노드의 상태를 조회/변경

n  관리 대상 노드

: 일종의 디바이스, 관리 에이전트가 동작하는 공간

: 호스트, 프린터, 라우터, 브리지 등 외부에 상태 정보를 통신하는 능력