[정보처리기사] 응용 SW 기초 기술 활용 : 네트워크 기초 활용하기(5)

 

2️⃣ 네트워크 프로토콜 파악

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(5) 전송 계층(4계층, Transport Layer)

 

1. 전송 계층의 개념

 

• 상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해주면서 종단 간의 사용자들에게 신뢰성 있는 데이터를 전달하는 계층
• 순차 번호 기반의 오류 제어 방식을 사용하고, 종단 간 통신을 다루는 최하위 계층으로 종단 간 신뢰성 있고 효율적인 데이터를 전송함
• 전송 계층 프로토콜 : TCP, UDP

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2. TCP(Transmission Control Protocol)

 

⓵ TCP의 개념 : 인터넷 프로토콜 스위트의 핵심 프로토콜 중 하나로, IP와 함께 TCP/IP라는 명칭으로 사용됨

 

• 전송 계층에 위치하면서 근거리 통신망이나 인트라넷, 인터넷에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟을 안정적으로, 순서대로, 에러 없이 교환할 수 있게 해주는 프로토콜

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⓶ TCP의 특징

 

특징	설명
신뢰성 보장	• 패킷 손실, 중복, 순서 바뀜 등이 없도록 보장 • TCP 하위 계층인 IP 계층의 신뢰성 없는 서비스를 보완하여 신뢰성 제공
연결 지향적 특징	• 같은 전송 계층의 UDP가 비연결성인 것과는 달리, TCP는 연결 지향적임 • 양단 간 애플리케이션/프로세스는 TCP가 제공하는 연결성 회선을 통하여 서로 통신
흐름 제어(Flow Control)	흐름 제어 기능을 활용하여 송신(송신 전송률) 및 수신(수신 처리율) 속도를 일치시킴
혼잡 제어(Congestion Control)	네트워크가 혼잡하다고 판단될 때는 혼잡 제어 기법을 사용하여 송신율을 감속함

 

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⓷ TCP 헤더 구조

 

• TCP 헤더 구조에서 마지막 줄의 Options와 Padding은 생략할 수 있으므로 TCP 헤더의 최소 크기는 20바이트임
• Options 필드는 다양한 종류의 부가 정보를 전달하는데 사용하며, 최대 40바이트의 크기를 지원함
• Padding 필드는 헤더 크기를 4바이트 단위로 맞추려고 사용함

TCP의 헤더 구조

헤더 구조	설명	크기
Source/Destination Port Number	• 송신지 포트 번호, 목적지 포트 번호 • 양쪽 호스트 내 종단 프로세스 식별	각 16Bit
Sequnce Number	• Byte 단위로 구분되어 순서화되는 번호 • 이를 통해, TCP에서는 신뢰성 및 흐름 제어 기능 제공	32Bit
Acknowledgement Number	• 확인응답번호/승인번호 • 상대편 호스트에서 받으려는 바이트 번호를 정의	32Bit
HLEN(Header Length)	TCP 헤더 길이를 4Byte(32Bit) 단위로 표시	4Bit
Flag Bit	• TCP 연결 설정과 연결 해제 메시지를 구분하는 것이 제어 필드의 기능이며, 제어 필드는 1Bit로 구성 • URG, ACK, PSH, RST, SYN, FIN으로 구성	6개
Windows Size	• 해당 세그먼트의 송신 측이 현재 수신하고자 하는 윈도의 크기(기본 단위는 Byte) • 원도 크기 : 송수신 측의 버퍼 크기로 전체 16Bit로 되어 있고, 2¹⁶까지 표시할 수 있기 때문에 최대 크기는 65,535Byte임	16Bit
Checksum	• 헤더 및 데이터의 에러 확인을 위해 사용되는 16Bit 체크섬 필드 • 데이터를 포함한 세그먼트의 오류를 검사	16Bit
Urgent Pointer	URG 플래그가 설정된 경우, 이 16Bit 필드는 시퀀스 번호로부터의 오프셋을 나타냄	16Bit
Options and Padding	최대 40Byte까지 옵션 데이터 포함 가능	-

 

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3. UDP(User Datagram Protocol)

 

⓵ UDP의 개념 : 비연결성이고, 신뢰성이 없으며, 순서화되지 않은 데이터그램 서비스를 제공하는 전송(Transport, 4계층) 계층의 통신 프로토콜

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⓶ UDP의 특징

 

특징	설명
비신뢰성	• 데이터그램 지향의 전송 계층용 프로토콜(논리적인 가상회선 연결이 필요 없음) • 메시지가 제대로 도착했는지 확인하지 않음(확인 응답 없음) • 검사합을 제외한 특별한 오류 검출 및 제어 없음(오류 제어 거의 없음)
순서화되지 않은 데이터그램 서비스 제공	• 수신된 메시지의 순서를 맞추지 않음 • 흐름 제어를 위한 피드백을 제공하지 않음
실시간 응용 및 멀티캐스팅 가능	• 빠른 요청과 응답이 필요한 실시간 응용에 적합 • 여러 다수 지점에 전송 가능
단순 헤더	• 헤더는 고정 크기의 8Byte(TCP는 20Byte)만 사용 • 헤더 처리에 시간과 노력을 필요하지 않음

 

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⓷ UDP 헤더 구조

 

• 경량의 헤더 구조로 데이터그램의 신뢰성을 보장하지 않음

UDP의 헤더 구조

필드	설명	크기
Source Port Number	송신 포트 번호	16Bit
Destination Port Number	• 수신 포트 번호 • 선택 항목(사용하게 되면 응답받게될 포트 표시함)	16Bit
UDP Length	• Byte 단위의 길이 • 최소값 8(헤더만 포함될 때)	16Bit
UDP Checksum	• 헤더 및 데이터의 에러 확인을 위해 사용되는 필드 • 선택 항목(체크섬 값이 0이면 수신 측은 체크섬 계산을 안 함)	16Bit
Data	가변 길이 데이터	가변

 

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(6) 세션 계층(5계층, Session Layer)

 

1. 세션 계층의 개념

 

• 응용 프로그램 간의 대화를 유지하기 위한 구조를 제공하고, 이를 처리하기 위해 프로세스들의 논리적인 연결을 담당하는 계층
• 통신 중 연결이 끊어지지 않도록 유지시켜주는 역할을 수행하기 위해 TCP/IP 세션 연결의 설정과 해제, 세션 메시지 전송 등의 기능을 수행함

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2. 세션 계층의 프로토콜

 

프로토콜	설명
RPC (Remote Procedure Call)	원격 프로시저 호출이라고 불리며, 별도의 원격 제어를 위한 코딩 없이 다른 주소 공간에서 함수나 프로시저를 실행할 수 있는 프로세스 간 통신에 사용되는 프로토콜
NetBIOS (Network Basic Input/Output System)	응용 계층(7계층)의 애플리케이션 프로그램에게 API를 제공하여 상호 통신할 수 있도록 해주는 프로토콜

 

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(7) 표현 계층(6계층, Presentation Layer)

 

1. 표현 계층의 개념

 

• 애플리케이션이 다루는 정보를 통신에 알맞은 형태로 만들거나, 하위 계층에서 온 데이터를 사용자가 이해할 수 있는 형태로 만드는 역할을 담당하는 계층
• 수신자 장치에서 적합한 애플리케이션을 사용하여 응용 계층 데이터의 부호화 및 변환 수행을 통해 송신 장치로부터 온 데이터를 해석함
• 데이터 형식 설정과 부호 교환, 압축, 암•복호화를 수행함

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2. 표현 계층의 프로토콜

 

프로토콜	설명
JPEG	이미지를 위해 만들어진 표준 규격
MPEG	멀티미디어(비디오, 오디오)를 위해 만들어진 표준 규격

 

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(8) 응용 계층(7계층, Application Layer)

 

1. 응용 계층의 개념

 

• 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행하는 역할을 담당하는 계층
• 응용 프로세스가 개방된 형태로 다양한 번주의 정보처리 기능을 수행할 수 있도록 여러 가지 프로토콜 개체에 대하여 UI를 제공함

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2. 응용 계층의 프로토콜

 

프로토콜	설명	포트 번호
HTTP(HyperText Transfer Protocol)	• 텍스트 기반의 통신 규약으로 인터넷에서 데이터를 주고받을 수 있는 프로토콜 • 하이퍼텍스트를 빠르게 교환하기 위한 프로토콜	80
FTP(File Transfer Protocol)	TCP/IP 프로토콜을 가지고 서버와 클라이언트 간의 파일을 전송하기 위한 프로토콜	20, 21
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol	인터넷에서 이메일을 보내기 위해 이용되는 프로토콜	25
POP3(Post Office Protocol Version 3)	• 원격 서버로부터 TCP/IP 연결을 통해 이메일을 가져오는데 사용하는 프로토콜 • 이메일 공급업체 서버에서 단말로 이메일을 내려받아서 사용자의 단말에서 이메일을 관리 • 이메일 서버와 동기화가 이루어지지 않고 오프라인에서도 사용 가능	110
IMAP(Internet Messaging Access Protocol	• 원격 서버로부터 TCP/IP 연결을 통해 이메일을 가져오는데 사용하는 프로토콜 • 중앙 서버에서 동기화가 이루어지기 때문에 모든 단말에서 동일한 이메일 폴더를 확인할 수 있는 프로토콜 • 이메일 서버와 동기화가 이루어지고 온라인 및 오프라인에서 모두 사용 가능	143
Telnet	인터넷이나 로컬 영역에서 네트워크 연결에 사용되는 네트워크 프로토콜	23
SSH(Secure Shell)	• Telnet보다 강력한 보안을 제공하는 원격 접속 프로토콜 • 서로 연결되어 있는 컴퓨터 간 원격 명령 실행이나 쉘 서비스 등을 수행 • 키를 통한 인증 : 클라이언트의 공개키를 서버에 등록해야 하고 전송되는 데이터는 암호화됨 • 인증, 암호화, 압축, 무결성을 제공함	22
SNMP(Simple Network Messagement Protocol)	TCP/IP의 네트워크 관리 프로토콜로, 라우터나 허브 등 네트워크 장치로부터 정보를 수집 및 관리하며, 정보를 네트워크 관리 시스템에 보내는데 사용하는 인터넷 표준 프로토콜	161
DNS(Domain Name System)	호스트의 도메인 이름을 호스트의 네트워크 주소로 바꾸거나 그 반대의 변환을 수행하는 프로토콜	53
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)	각 컴퓨터에서 IP 관리를 쉽게 하기 위한 프로토콜이며, TCP/IP 통신을 실행하기 위해 필요한 정보를 자동적으로 할당, 관리하기 위한 프로토콜	67, 68
HTTPS(HyperText Transfer Protocol over Secure Socket Layer)	• HTTP의 보안이 강화된 프로토콜 • 통신의 인증과 암호화를 위해 개발한 웹 프로토콜이며 전자 상거래에서 널리 쓰임 • SSL/TLS 프로토콜을 통해 세션 데이터를 암호화	443

※ 하이퍼텍스트(HyperText) : 컴퓨터 화면이나 전자 기기에서 볼 수 있는 텍스트(데이터)