데이터통신론 복습(2)

 

TCP/IP 4계층 구조

응용 계층	HTTP, FTP, TELNET, SMTP, POP3, IMAP, DNS, SNMP
전송계층	TCP, UDP
인터넷 계층(네트워크 계층)	IP, ARP, RARP, ICMP, IGMP
네트워크 접근 계층(물리계층 & 데이터링크 계층)	이더넷, IEEE 802, MAC/LLC, SLIP, PPP, HDLC

• 네트워크 계층은 물리적 계층으로 IP 주소를 MAC 주소로 변환한다
• 인터넷 계층에서는 데이터를 정의하고 라우팅 업무를 담당한다, IP 프로토콜을 이용하여 데이터를 전송한다.
• 전송 계층에서는 TCP 프로토콜을 이용하여 데이터를 전송한다.

 

프로토콜

 

• ICMP는 라우터에서 발생한 오류를 송신측으로 전송하기 위해 사용하는 프로토콜이다. 통신 중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로의 변경 등을 위한 제어메시지 취급하는 무연결 전송용의 프로토콜 (경로파악, 오류제어, 오류메시지 전송)
• 원격 접속은 TELNET을 사용한다
• 이메일 프로토콜 : SMTP(이메일을 송신) POP3(이메일 수신), IMAP(이메일 수신)
• 사용자들이 메일을 보낼때는 SMTP를 사용하고 메일 서버에서 자신의 이메일을 다운로드 할때는 POP3나 IMAP 프로토콜을 이용한다.
• SNMP는 망 관리를 담당하는 프로토콜이다
• RTP는 IP 네트워크 상에서 오디오와 비디오를 전달하기 위한 통신 프로토콜이다 (다음 중 이메일 서비스에 사용되는 프로토콜로 적절하지 않은 것은? DNS(O) , HTTP(O) , TCP(O), RTP(X))
• HTTP는 웹 서버와 웹 브라우저 간 하이퍼텍스트 문서를 주고받기 위한 프로토콜이다 (비연결형 ->쿠키, 세션 필요, 3way 핸드셰이크)
• URL은 웹페이지, 이미지, 비디오 등 리소스를 가리킨다
• SSL은 안전한 웹통신을 위해 암호화를 제공
• DHCP는 네트워크 각 노드들에게 유일한 IP주소를 자동으로 할당해주는 정적 또는 동적 주소 할당을 제공하는 프로토콜이다
• DNS는 인터넷에 연결된 호스트의 도메인 이름을 IP 주소로 변환한다. 사용자는 DNS 서버로부터 사이트의 웹 서버 MAC 주소를 획득한다
• MIME는 아스키 형식이 아닌 텍스트나 화상, 음성, 영상 등 멀티미디어 데이터를 그대로 전자 우편으로 송신한다 
• TFTP는 FTP보다 사용이 단순하지만 기능이 좀 떨어진다
• ARP는 IP주소를 MAC주소로, RARP는 MAC주소를 IP 주소로 변경
• 라우팅 프로토콜에는 RIP (내부) , OSPE(내부), BGP(외부)가 있다

포트 번호

포트란 TCP가 상위 계층으로 데이터를 전달하거나 받을때 상호간 사용되는 데이터의 이동 경로이다

소켓은 포트번호와 호스트의 IP 주소의 조합이다

TCP 20	FTP 데이터 연결
TCP 21	FTP 제어 연결
TCP 22	SSH
TCP 23	Telnet
TCP 25	SMTP
UDP 53	DNS
TCP 80	HTTP
TCP 110	POP3
TCP 143	IMAP
TCP 443	HTTPS

 

TCP와 UDP

• TCP는 연결 지향형 프로토콜로 데이터 교환 전 서로 TCP 연결을 확립한다(3 way 핸드셰이크), 신뢰성 있는 패킷의 전달을 보장하며 오류제어 흐름제어를 제공한다, 오류 발생시 재전송을 요구하며 체크섬은 필수 사항이다. SYN으로 연결 설정 FIN으로 연결 해제 (Telnet, FTP, SMTP) / 흐름제어, 혼잡제어, 전송된 데이터 수신 여부 확인, 재조립, 등
• UDP는 비연결형, 신뢰성이 보장되지 않으나 속도가 빠르다. 오류검사에 체크섬을 사용하나 선택 사항이다 (SNMP, DNS, DHCP)
• IP는 네트워크 호스트의 주소 지정과 경로 설정, 패킷 전송을 담당하며 비신뢰성, 비연결형이다
• TCP와 UDP는 출발지와 목적지의 포트번호 지정 기능을 제공한다

 

데이터 링크 계층의 동기식 전송

(1)HDLC

비트 단위로 전송하는 비트 지향 동기방식, 전이중 방식, 고속 전송 가능하며 비트 스터핑

Flag(플래그)

Address(주소)

Control(제어정보) i 프레임 : 정보 프레임 s 프레임 : 감독 프레임 u 프레임(비번호 프레임)

Data(실제 데이터)

FCS(검사 순서)

Flag(플래그)

 

(2)BSC

문자 단위로 전송하는 문자 지향 동기 방식, 반이중 방식, 일정한 전송 제어문자를 사용

SYN는 이름을 부르는 것이고 SOH는 헤더 시작을 의미, STX는 텍스트 시작, ETX는 텍스트 끝, ACK과 NAK은 긍정과 부정 응답, BSC는 에러 검출을 위해 사용 

 

• 혼잡제어 : 네트워크 내에 존재하는 패킷의 수가 과도하게 증가하는 현상을 제어하는 것으로 slow-start 방식이 있다
• 흐름 제어 : 정지 대기 방식과 슬라이딩 윈도 방식을 사용한다, 슬라이딩 윈도우는 윈도우 크기만큼 데이터 프레임을 연속적으로 전송하며 송신측 윈도우는 데이터 프레임을 수신할 때마다 하나씩 줄어들고 응답을 받을때마다 하나씩 늘어난다 (수신측은 프레임 수신 시 줄어들고 응답 전송시 늘어난다)

 

에러 검출 방식

 

(1) 패리티 비트 검사 방식

• 비동기 전송에서 사용
• 전송되는 문자마다 패리티 비트를 하나씩 추가해 짝수나 홀수 여부를 검사한다
• 총 비트 중 1의 개수가 홀수 혹은 짝수 개의 개수대로 유지되는지 체크 (홀수 패리티 비트 -> 1의 개수가 홀수 개인지)

(2) 블록합 검사 방식

• 문자지향 동기 전송에서 사용
• 문자 블록에 대해 수평과 수직인 2차원 패리티를 검사한다
• 체크섬은 1의 보수 방법을 사용한다

(3) 순환 중복 검사(CRC)

• 비트지향 동기 전송
• 집단 에러를 검출하기 위해 다항식 코드를 사용한다
• 모듈로 -2 연산 주로 사용

(4) 해밍 코드 검사

• 에러를 검출하고 자동으로 수정한다. 
• 자기 정정 방식(FEC)

 

ARQ 방식 

에러의 해결을 송신측이 담당하는 것으로 에러가 발생하면 수신측은 송신측에 에러가 발생한 사실을 알리고

송신측에 에러가 발생한 프레임을 재전송 할 것을 요구한다.

• 정지 대기(stop and wait) ARQ 방식 : 송신측에서 하나의 프레임을 전송하면 수신측은 오류 검사를 수행한 후 ack(긍정) 혹은 nak(부정) 전송, 반이중 방식으로 효율이 낮다
• Go-Back N ARQ 방식 : 오류가 발생한 프레임부터 나머지 프레임을 모두 재전송 (사본을 가지고 있다)
• 선택적(selective) ARQ 방식 : 오류가 발생한 프레임만 재전송한다, 순서 제어가 반드시 필요
• 적응적(adaptive) ARQ 방식 : 전송 효율을 최대한 높이기 위해 데이터 프레임의 길이를 동적으로 변경하여 전송한다. 오류 발생률이 낮으면 긴 프레임을, 높으면 짧은 프레임을 전송한다

 

클래스 개념을 사용한 IPv4 주소 체계

첫번째 필드 값이 0~127인 경우 A 클래스  기본 네트워크 마스크는 255.0.0.0 시작비트는 0 대형

첫번째 필드 값이 128~191인 경우 B 클래스  기본 네트워크 마스크는 255.255.0.0 시작비트는 10 중형

첫번째 필드 값이 192~223인 경우 C 클래스  기본 네트워크 마스크는 255.255.255.0 시작비트는 110

D 클래스는 224~239이며 멀티캐스트 용도로 사용됨

 

IP 주소 중 인터넷에서 사용하지 않는 주소는 사설주소라 한다.

특정 기관 등에서 내부 네트워크용으로 임의로 만든 IP이며 인터넷을 통하여 외부로 나갈 대는 NAT을 이용하여 공인IP 주소로 바꿔야 한다.

• A 클래스 : 10.0.0.0~10.255.255.255
• B 클래스 : 172.16.0.0~172.31.255.255
• C 클래스 : 192.168.0.0~192.168.255.255

서브넷 마스크 문제 풀기

IPv4	IPv6
32비트 ( 8비트씩 4개)	128비트 ( 16비트씩 8개)
유니캐스트(일대일), 멀티캐스트, 브로드캐스트	유니캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트
구성요소 : 헤더 길이, 서비스 유형, 전체길이, 식별, 플래그, 단편 오프셋, 라이프 타임, 프로토콜, 검사합	기본헤더 길이 40바이트로 고정 서비스 유형, 단편화 정보, 검사합 정보 X
각 부분을 . 으로 구분(클래스)	각 부분을 콜론으로 구분
	0에 대한 생략 :: 표기는 1번만 가능
	구성요소 : 우선순위, 흐름레이블, 페이로드 길이, 다음 헤더, 홉 제한

 

• 주소 고갈 문제 해결 : NAT, DHCP, IPv6
• IPv4 -> IPv6 전이 방법 : 이중 스택(동시에 사용한다), 터널링, 헤더 변환