4. 네트워크 기초 활용

근거리 통신망

   - LAN, Local Area Network

   - 학교, 회사, 연구소 등 한 건물이나 일정한 지역 내에서 단말기들을 고속 전송 회선으로 연결하여 프로그램 파일 또는 주변 장치를 공유할 수 있도록 한 네트워크

   - 구성 형태: 버스형(Bus), 트리형(Tree), 링형(Ring), 메시형(Mesh), 성형(Star)

 

무선랜 통신망

   - WLAN, Wireless Local Area Network

   - 유선 LAN과 무선 단말기 사이를 무선주파수를 이용하여 전송하는 네트워크

 

IEEE 802.11

   - 무선랜, 와이파이(Wi-Fi)라고 부르는 근거리 통신망을 위한 컴퓨터 무선 네트워크에 사용되는 기술

   - IEEE의 LAN/MAN 표준위원회(IEEE  802)의 11번째 워킹 그룹에서 개발된 표준 기술

 

무선랜 표준

표준	설명
802.11a	- 5GHz 대역에서 54Mbps 속도를 제공
802.11b	- 2.4GHz 대역에서 11Mbps 속도를 제공
802.11e	- QoS 강화를 위해 MAC 지원 기능을 채택 - 초고속 서비스(IP 전화, 비디오)에  QoS를 제공
802.11f	- AP 간의 로밍 기능을 향상시킨 표준
802.11g	- 802.11b와 비슷하나 속도가 향상 (22Mbps 이상)
802.11i	- 무선랜의 보안 기능 향상
802.11h	- 802.11e에 전파 간섭을 방지하는 기능 지원
802.11ac	- 다중 단일의 무선랜 속도는 최소 1Gbit/s 최대 단일링크 속도는 최소 500Mbit/s까지 가능한 기술
802.11ad	- 60GHz 대역을 사용해 데이터를 전송하는 방식으로 대용량의 데이터나 무압축 HD 비디오 등 높은 동영상 스트리밍에 적합
802.11ax	- 하나의 API가 다수의 디바이스를 밀도 있게 지원하는 용량(Capacity) 최대화 Wifi 기술

 

원거리 통신망

   - WAN, Wide Area Network

   - 넓은 지리적 거리, 장소는 넘나드는 네트워크

   - LAN보다 속도가 느리고 에러율도 높음

 

   1) 원거리 통신망 기술

      - 전용 회선 방식 (Dedicated Line)

      - 회선 교환 방식 (Circuit Switching)

      - 패킷 교환 방식 (Packet Switching)

 

   2) 프로토콜의 기본요소

      - 구문 (Syntax)

      - 의미 (Semantic)

      - 타이밍 (Timing)

 

OSI 7계층 ⭐

   - 각 계층은 서로 독립적으로 구성되어 있고, 각 계층은 하위 계층의 기능을 이용하여 상위 계층에 있는 기능을 제공

   - Upper Layer: Layer 5 - Layer 7, Lower Layer: Layer 1 - Layer 4

계층	OSI	설명	프로토콜
Layer 7	응용 계층	- Application Layer - 응용 서비스를 수행하는 역할을 담당 - 최상위 계층 - 사용자에게 보이는 유일한 계층	HTTP, SMTP, FTP, Telnet
Layer 6	표현 계층	- Presentation Layer - 응용 계층으로부터 전달받거나 전송하는 데이터의 인코딩 및 디코딩이 이루어지는 계층	JPEG, MPEG
Layer 5	세션 계층	- Session Layer - 응용 프로그램 간의  접속을 유지 - 네트워크 상 양쪽 연결 관리하고 연결을 지속시켜주는 계층 - TCP/IP, OS	RPC, NetBIOS
Layer 4	전송 계층	- Transport Layer - 데이터를 전송하고 전송 속도를 조절하며 오류가 발생된 부분은 다시 맞춰주는 계층	TCP, UDP
Layer 3	네트워크 계층	- Network Layer - 다양한 길이의 패킷을 네트워크를 통해 전달 - 전송 데이터를 목적지까지 경로를 찾아 전송하는 계층 - 네트워크 라우팅 기능이 이루어지는 계층	IP, APP, RARP, ICMP
Layer 2	데이터 링크 계층	- Data Link Layer - 데이터 전송을 담당하는 계층 - 물리계층에 포함 - 데이터 전송 오류 감지, 재전송 기능 - MAC 주소를 가지고 통신
Layer 1	물리 계층	- Physical Layer - 물리적 세부 사항들을 정의 - 통신 케이블을 통해 전기신호를 사용하여 비트 스트림을 전송하는 계층 - 데이터의 종류나 에러 확인 X

 

   1) 7계층: 응용 계층 프로토콜

프로토콜	설명
HTTP	- 텍스트 기반의 통신 규약
FTP	- 파일 전송하기 위한 프로토콜
SMTP	- 이메일을 보내기 위해 이용되는 프로토콜
POP3	- 이메일을 가져오는 데 사용하는 프로토콜
IMAP	- 이메일을 가져오는데 사용하는 프로토콜
Telnet	- 네트워크 연결에 사용되는 네트워크 프로토콜

 

   2) 6계층: 표현 계층 프로토콜

프로토콜	설명
JPEG	- 이미지 표준 규격
MPEG	- 멀티미디어 표준 규격

 

   3) 5계층: 세션 계층 프로토콜

프로토콜	설명
RPC	- Remote Procedure Call
NetBIOS	- Network Basic Input/Output System

 

   4) 4계층: 전송 계층 프로토콜

프로토콜	설명
TCP	- 연결지향 - Transmission Control Protocol
UDP	- 비연결 지향 - User Datagram Protocol

 

   5) 3계층: 네트워크 계층 프로토콜

프로토콜	설명
IP	- 송신, 수신 간의 패킷 단위로 데이터를 교환하는 네트워크에서 정보를 주고받는 데 사용하는 통신규약
ARP	- IP 네트워크상에서 IP 주소를 MAC 주소(물리 주소)로 변환하는 프로토콜
RARP	- 물리 네트워크 주소(MAC)를 IP주소로 변환하는 프로토콜
인터넷 제어 메시지 프로토콜	- IP 패킷을 처리할 때 발생되는 문제를 알려주는 프로토콜
IGMP	- 멀티캐스트 그룹에 사용하는 통신 프로토콜
라우팅 프로토콜	- 내부 라우팅 프로토콜:    RIP (Routing Information Protocol),    OSPF (Open Shortest Path First) - 외부 라우팅 프로토콜:    EGP, BGP (Border Gateway Protocol)

 

IP (Internet Protocol)

   - 송신 호스트와 수신 호스트가 패킷 교환 네트워크(Packet Switching Network)에서 정보를 주고받는 데 사용하는 정보 위주의 규약이다

   - OSI 중 3번째 계층인 네트워크 계층에서 호스트의 주소 지정과 패킷 분할 및 조립 기능을 담당

 

   1) IP 특징

      - 비신뢰성 (Unreliable),  비연결형 (Connection less)

      - 에러 제어와 흐름 제어가 없음

      - 대표적인 IP 주소체계

      - IP 크기 제한

 

   2) IPv4와 IPv6 특징

구분	IPv4	IPv6
주소 길이	32bit	128bit
표시 방법	8비트씩 4부분으로 나뉜 10진수 (192.168.0.1)	16비트씩 8부분으로 나뉜 16진수 (2001:9e76:..:e11c)
주소 개수	약 45억 개	4.3 X 10^38
품질 제어	품질보장 곤란	등급별, 서비스별로 패킷 구분 가능해 품질 보장 용이 (QoS)
헤더 크기	헤더 크기 가변	헤더 크기 고정
QoS	Best Effort 방식, 보장 곤란	등급별, 서비스별 패킷 구분 보장
보안 기능	IPSEC 프로토콜 별도 설치	인증 및 보안기능 제공 (확장기능에서 기본 제공)
Plug & Play	지원 안함	지원
모바일 IP	곤란	용이
웹 캐스팅	곤란	용이
전송 방식	Multicast, Unicast, Broadcast	Multicast, Unicast, Anycast

 

   3) IPv4에서 IPv6으로 전환 방법

      - 듀얼 스텍(Dual Stack), 터널링 (Tunneling), 주소변환 (Address Translation)

 

   4) IPv4

      - Internet Protocol version 4

      - 인터넷에서 사용되는 패킷 교환 네트워크상에서 데이터를 교환하기 위한 32비트 주소체계를 갖는 네트워크 계층의 프로토콜

      - 문제점: 주소 고갈, 보안성, 이동성 등

 

   5) IPv6

      - IPv4가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해서 개발된 128bit 주소체계를 갖는 차세대 인터넷 프로토콜

 

   6) IPv6 특징

      - IP 주소의 확장

      - 이동성

      - 인증 및 보안기능

      - 개선된 QoS 지원

      - Plug & Play 지원

      - Ad-hoc 네트워크 지원

      - 단순 헤더 적용

      - 실시간 패킷 추적 기능

 

   7) IPv6 헤더(Header) 구조

      -  Version, Traffic Class, Flow Label, Payload Length, Next Header, Hop Limit, Source, Address, Destination

 

TCP/UDP

   1) TCP (Transmission Control Protocol)

      - 전송계층 (4계층)에 위치

      - 근거리 통신망이나 인트라넷, 인터넷에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟을 안정적으로, 순서대로, 에러없이 교환할 수 있게 해주는 프로토콜

      - 기본 헤더 크기는 20byte이고 60byte까지 확장 가능

 

   2) TCP 특징

      - 신뢰성 보장

      - 연결 지향적 특징

      - 흐름 제어 (Flow Control)

      - 혼잡 제어 (Congestion Control)

      - 오류 제어

 

   3) TCP 흐름 제어 (Flow Control) 기법

기법	설명
정지-대기 기법	- 프레임 1개를 전송하고 수신자의 응답을 기다림 - 한 번에 프레임 1개만 전송 가능
슬라이딩 윈도 기법	- 윈도우 사이즈만큼의 데이터를 한꺼번에 전송

 

   4) UDP (User Datagram Protocol)

      - 전송계층(4계층)의 프로토콜

      - 흐름 제어나 순서제어가 없어 전송속도가 빠름

   

   5) UDP의 특징

      - 무결성 및 비신뢰성

      - 순서화되지 않은 데이터그랩 서비스 제공

      - 실시간 응용 및 멀티캐스팅 가능

      - 단순 헤더

 

정리하기

   
1. 통신망
   - LAN: 근거리 통신망 (학교, 회사, 연구소 등 한 건물이나 일정한 지역)
   - WLAN: 무선랜 통신망 (LAN과 무선 단말기 사이의 통신)
   - WAN: 원거리 통신망 (넓은 거리, 장소)
   - IEEE 802.11: LAN/MAN 표준위원회의 11번째 워킹 그룹에서 개발된 표준 기술

2. OSI 7계층
   - 7 응용 계층 Application Layer
   - 6 표현 계층 Presentation Layer
   - 5 세션 계층 Session Layer
   - 4 전송 계층 Transmission Layer
   - 3 네트워크 계층 Network Layer
   - 2 데이터 전송 계층 Data Link Layer
   - 1 물리 계층 Physical Layer

3. IP
   - IPv4: 32bit, 10진수, 약 45억개, Broadcast
   - IPv6: 128bit, 16진수, 4.3 X 10^38, Anycast

4. TCP / UDP
   - TCP: 신뢰성 보장, 연결 지향적 특징, 흐름 제어, 혼잡 제어, 오류 제어
   - UDP: 무결성 및  비신뢰성, 순서화 되지 않는 데이터그램 서비스 제공,
               실시간 응용 및 멀티캐스팅 기능, 단순 헤더

 

1. 소프트웨어 개발 방법론 활용