[네트워크] 1. TCP / IP Protocol Suite

목차

TCP IP Protocol Suite

컴퓨터 네트워크

스마트폰도 네트워크를 통해 데이터를 주고받는 통신을 한다.

컴퓨터와 컴퓨터간의 연결을 어떤방식으로 할것인가?

여러 컴퓨터 및 기기가 서로 통신하고 데이터를 공유할 수 있도록 연결된 구조. 노트와 프로토콜을 활용

서로 통신하기 위해 디지털 연결을 통한 공통 통신 프로토콜을 사용함

물리적 유선통신. 무선 주파수 통신

network topologies : 컴퓨터 네트워크에서 노드(pc)간의 물리적 및 논리적 연결구조를 나타내는 개념. 연결방법에 따라 구조가 달라짐

인터넷

가장 거대한 컴퓨터 네트워크를 나타냄. 수억명의 사용자가 유무선 전송매체를 사용하여 소형 및 대형 컴퓨터를 연결하는 네트워크

routing경로의 가상화 중간자는 데이터프름제어를 위해 connecting device가 있어야 한다

인터넷을 통해서 서비스제공하는 host들에 접근함. 중간자는 데이터프름제어를 위해 connecting device가 있어야 한다

WAN > RAN > MAN > CAN > LAN > PAN > BAN > Nano

WAN : Wide Area Network

LAN : Local Area Network

네트워크

기기들이 서로 연결되어 데이터를 교환하는 시스템의 모음.

각각 연결된 노드의 끝단 = host

노드(host) : 개별장치. 네트워크에 연결되어있어 통신이 가능함

링크 : 노드간의 연결. 전송매체 or 통신경로. 이더넷 케이블 or 와이파이

각각을 연결하는 중간자!

Connection device

네트워크 구성 중간자 역할. 데이터전송과 통신을 관리하는 장치

ex. 라우터Router, 스위치Switch, 허브Hub, 모뎀Modem, 방화벽, 게이트웨이

라우터 : 네트워크와 네트워크를 연결하는. WAN wide

스위치 : 네트워크 내부→라우터보다 작은규모. LAN local. 빠른 전송, 효율적 전달

모뎀 : modulator과 demodulator의 연결. 디지털 데이터(컴퓨터 비트형태)를 아날로그 전기적 신호(외부신호)로 변환(반대도 가능). 라우터와 컴퓨터 간의 통신에 사용됨

Data

데이터는 어디 해당하느냐에 따라 형태가 달라진다. send recive의 역할

pc와 pc의 통신은 구축된 네트워크에 데이터를 보내고 받으며 이루어짐.

과거 : 장치간 유선연결이 있으면 통신

 

현재 장치는 수십억개로 연결되어있음

host = 끝단의 노드 = 노드 장치 = 사용자

Packet switches : 복잡한 형태의 네트워크 흐름에서, 갈림길을 컨트롤 하는것. 데이터를 어디로 보낼것인가? 길을 찾음 패킷을 전송한다.

*패킷 : 라우터 구상하는 데이터 단위

Network Types

LAN, WAN 네크워크 규모에 따라 사용하는 것이 차이점

지역, 넓은지역

LAN cable. 랜선

Wifi router : Packet switches 패킷스위치, LAN port를 pc와 직접 연결해서 실행함. WAN port에는 wifi통신

LAN

좁은지역. 집. 강의실. 교정. 집단.

과거에는 pc to pc 연결이 많았는데, 현재 switch, router을 통해서 통신함

WAN

국가 세계 기업by기업

인터넷(개많은 라우터로 구성됨).

Network criteria

네트워크 기준 - performance 성능, reliability 신뢰, security 보안

성능 : 속도. 변환속도, 송수신 속도. 송신부터 응답을 받을때까지 걸리는 시간 RTO가 적게 걸릴수록 좋은 퍼포먼스를 보인다

신뢰 : 통신시 에러가 발생하지 않도록 네트워크가 보장해야함. 커뮤니티

보안 : 외부침입자 공격을 차단하는. 패턴, 규칙으로 보호해야

물리적 토폴로지

pc to pc 노드 구성을 어떻게 하는지

TCP IP switch를 이용

Mesh topology

모든 노드가 서로 직접 연결된 형태. pc와 pc가 point to point 형식.

물리적 링크 개수 : n(n-1) pc수. n-1은 in out 개수(1개pc에 연결된 edges)

ex. n:5. edges : 10, in, out:4 → physical links? 5*4=20

input output 통신이 겹치면 간섭생성. 포트에 따라서 해야함

중복을 빼려면, 1/2. inout 포트 2개가 있기때문에 중복 제외 안해도됨

Star topology

Switch 또는 Hub에 point to point로 연결되어있음. 중앙허브를 통해 통신이 이루어진다.

스위치와 허브가 connecting device 역할을 함.

출발 pc는 스위치 허브와 직접적 연결로 데이터를 전홍하고, 요청의 정보를 파악해 해당하는 도착 pc에 연결해줌.

bus topology

multipoint. 1대다. 백본. 하나의 긴 구리선 케이블이 pc를 연결하는 중추 네트워크 역할. 물리적 연결. 케이블과 pc를 연결하는 부분을 탭Tap → connector

Ring topology

원 모양의 물리적 경로. BUS와 비슷하게 긴 구리선 케이블로 연결되어 있지만. Cable end가 존재하지 않고 순환적으로 연결되어있다.

pc를 추가할때 와이어를 끊고 연결해서 추가한다.

물리적 거리가 존재하기 때문에 선의 저항으로 전기적 신호가 약해지는 것을 방지하기 위해 옆 pc에게 비트형태의 데이터를 전달하면. 내가 해당하는지 확인하고, 아니라면 데이터를 재생성해 가까운 pc에게 수신한다.

Repeater 중계기 : 통신 시스템의 중간에서 약해진 신호를 받아 증폭하고 재송신하거나, 찌그러진 신호의 파형을 정형하고 타이밍을 조정 또는 재구성해 송신하는 장치

네트워크 기초 (2) - Topology

Protocol Layering

프로토콜 : 컴퓨터 네트워크의 데이터 흐름제어를 위한 규칙들의 집합. 매 통신단계마다 필요한 과정

통신 프로세스를 조정하고 통신 상호작용을 가능하게 하는 규격

데이터를 패킷으로 분할하고 전송, 수신, 오류 수정, 보안 및 다른 통신 작업을 조절

프로토콜 레이어링 : 프로토콜을 규칙에 따라 나누어 계층화. 5~7단계

컴퓨터 네트워크의 규모에 따라 단계를 나눔.

통신의 빈번도 낮으면 → 간단하게

높으면 → 복잡하게→ 하나로 규정하기엔 복잡해서 layering해서 단계 구분 정의

데이터에 대한 구성 규칙도 필요 → 비트를 구분하는 패턴 규칙이 필요

규칙

Human protocols : 대화의 규칙. 사회적 상호작용, 일상적인 커니케이션 말할때 듣고있다는 의도에 맞는 답

Network protocols : 아주 상세히 규칙을 정해야함. 인터넷의 모든 통신 활동은 프로토콜에 의해 관리됨

Protocol

두 통신장치가 송수신 하는 규칙.

프로토콜은 네트워크 entities 간에 송수신 하는 메시지의 형식과 순서, 취해지는 조취를 정의

network entity : 네트워크 데이터 송수신 하는데 관리하는 장치들 (ex. pc, 라우터, 스위치, 방화벽, 서버, 프로토콜 등)

request → response → Get → file

single layer protocol

단층 프로토콜. face to face, 1대1 대화

protocol layering 하는 이유

복잡한 네트워크, 레이어를 관리하기 위해

1. 구분했을때 이해가더 잘됨. 레이어 간의 (필요데이터) 관계, 장치작동방식
2. 모듈화한다 → 프로토콜레이어링 ⇒ 유지보수의 편리성
3. 표준규격화의 변경

TCP/IP Protocol Suite 스위트

응(표세)전네데(물) 4개의 layer

TCP : Transmission 전송계층 프로토콜

IP : Internet 네트워크계층 프로토콜

네→전 set 전→응 영향

레이어 아키텍처

데이터 단위. 전송계층에서 응용계층으로 packet 전송

네트워크 계층에서 라우터를 통한 인터넷망 송수신이 이루어짐

ISO model

ISO 모델에서 인터넷 표준화함. 물건, 단위, 네트워크 기준 통일

OSI 7계층 생성

Open Systems Interconnection model : 프로토콜 X . 모델 or 디자인 네트워크 아키텍처

OSI 7 Layer

응Application표Presentation세Session전Transport네Network데Datalink물Physical

7계층. 전송계층까지 동일

OSI VS TCP/IP

TCP/IP가 먼저 만들어 졌는데 더 많이 쓰고 있다.

OSI 모델 경제성 적음. osi로 또 변경하는건 비효율적, 완전대체 불가

응용계층

실제 프로그램. 통신 프로토콜.

FTP 파일, SMTP 메일, HTTP 웹사이트

데이터

전송계층

프로세스 간의 데이터 송수신 제어. 계속 실행중. 신뢰성

TCP, UDP

세그먼스 = H/데이터

네트워크 계층

인터넷 규모의 데이터 흐름 제어. 프록시 서버

IP(Internet Protocol), routing protocol

패킷(데이터그램) = H/세그먼트

데이터링크

로컬네트워크. 소규모통신 네트워크 제어.

이더넷Ethernet(유선인터넷 LAN규모), 802.11 wifi 표준 프로토콜, PPP

프레임 = H/패킷(데이터그램)

물리계층

케이블 신호전달

wire 기준으로 1과 -1을 곡선으로 이동하며 digital 숫자인 bit를 0가 1로 표현하여 신호를 전달한다

비트

응전네데물

상위 응용 전송 네트워크 데이터링크 물리 하위