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정보처리기사

인터넷 프로토콜

by 두두리안 2022. 7. 15.
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목차

1. TCP/IP 프로토콜
2. 응용 계층(인터넷 서비스)
3. TCP 계층
4. IP 계층
5. IPv4 주소
6. IPv6

1. TCP/IP 프로토콜

1-1. TCP/IP 프로토콜의 개념

* 인터넷 연결을 위한 여러 프로토콜을 통칭
* 링크계층, TCP(전송)계층, IP(인터넷)계층, 응용계층
* 연결형 프로토콜: 통신이 종료되기까지 송수신측의 경로가 논리적으로 지속
* 비연결형 프로토콜: 연결을 설정하고 해제하는 과정이 존재하지 않음
* 주요 서비스 HTTP, SMTP, FTP, Telent, SSH

1-2. TCP/IP 데이터 전달구조

* 응용  계층 - Data
* 전송  계층 - Data | TCP 헤더
* 인터넷 계층 - Data | TCP 헤더 | IP 헤더
* 링크  계층 - Data | TCP 헤더 | IP 헤더 | Ethernet 헤더

1. Data 구조: 데이터는 단만길에서 구동되는 응용프로그램과 기기의 종류에 따라 다양한 형태로 전달
2. TCP 헤더: 송수신자의 포트번호, 순서번호, 응답번호 등 전달되는 정보를 파악
3. IP 헤더: IP버전과 송신측IP, 수신측IP, 프로토콜의 종류, 서비스타입등의 정보가 기억
4. Ethernet(MAC) 헤더: 네트워크 세그먼트의 데이터 링크계층에서 통신을 위한 네트워크 인터페이스에 할당된 고유식별자

1-3. TCP 헤더구조

1. Source Port address; 데이터생성 포트번호
2. Destination Port address: 목적지 포트번호
3. Sequence number: 일련번호 부여
4. Acknowledgement number: 확인 메시지 역할
5. Header Length: 32비트 단위로 나타낸다
6. Reserved: 예약된 필드
7. Control Flags: 6개의 서로다른 제어비트 또는 플래그를 나타낸다
8. Window size: 송신시스템의 가용수신버퍼의 크기를 바이트 단위로 나타냄
9. Checksum: TCP 세그먼트의 내용이 유효한지 검증하고 손상여부 검사

1-4. IP 헤더구조

1. Version: IP주소 버전
2. IHL(IP Leader Length): 헤더의 길이를 기록
3. TOS(Type Of Service): 요구되는 서비스의 품질을 설정
4. Total Packet Length: IP 패킷 전체의 길이
5. Identifier: 같은 종류의 패킷 식별
6. Flags: 패킷분열의 특성
7. Fragment Offset: 패킷의 분할된 정보를 기록
8. TTL: IP패킷의 수명기간을 기록
9. Protocol ID: 상위 계층 프로토콜의 정보 기록
10. Header Checksum: IP헤더의 오류를 검사
11. Source IP Address: 송신측 IP주소 기록
12. Destination IP Address: 수신측 IP주소 기록
13. Option and Padding: 제어, 디버깅 등에 사용되는 요소

2. 응용 계층(인터넷 서비스)

2-1. 전자우편(E-mail)

1. 전자우편의 개념
    * E-mail은 온라인으로 편지를 주고받을수 있는 서비스
    * 송수신자가 동시에 인터넷 연결이 되어 있지 않아도 이용할수 있다
2. SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)
    * 작성된 메일을 다른 사람 계정의 E-mail 서버로 전송해주는 프로토콜
3. POP3(Post Office Protocol 3)
    * 자신의 E-mail 서버에 도착한 메일을 컴퓨터로 가져오는 프로토콜
4. MINE(Multipurpose Internet Mail Extensions)
    * 텍스트, 이미지, 오디오등의 멀티미디어 메일을 주고받기 위한 프로토콜
5. IMAP(Internet Messaging Access Protocol)
    * E-mail 서버에 직접 접근하여 메일을 관리하는 프로토콜
    * 양방향 토신을 제공하며 메일을 구분할수 있다

2-2. HTTP 서비스

* 웹상에서 다양한 파일을 주고받는데 필요한 서비스중 가장 대중적이고 고급화된 프로토콜

2-3. FTP(File Transfer Protocol)

* 인터넷에서 파일을 주고받을수 있도록 하는 프로토콜
* 다른 컴퓨터가 접속하면 파일의 업로드와 다운로드 서비스를 제공
    - Anonymous FTP : 익명으로 이용 가능한 FTP
    - Text(ASCII) Mode: 문서 파일 전송
    - Binary Mode: 이미지 파일 전송

2-4. Telnet(Tele Netowrk)

* 원격지에 있는 컴퓨터에 권한을 가진 사용자가 접속하여 프로그램을 실행하거나 시스템관리 작업을 할수있는 서비스
* 인터넷상의 다른 컴퓨터에 로그인하여 자신의 로컬 컴퓨터처럼 사용할수 있도록 한다
* 23번 포트를 사용하며, 데이터가 평문으로 전달되기 때문에 보안성이 떨어진다

2-5. 유즈넷(Usent)

* 다수의 사용자가 각 분야별로 정보를 제공해주는 서비스
* 같은 관심사를 가진 사용자들 간에 새로운 정보를 교환하는 서비스

2-6. Gopher 서비스

* 인터넷의 문서 자료를 검색하는 서비스로 현재는 월드와이드웹(WWW)에 완벽하게 대체되었다

2-7. Archie 서비스

* FTP 지원 서비스로 자신이 원하는 정보들이 인터넷상의 어느 디렉토리에 있는지를 검색할수 있는 서비스

2-8. WAIS 서비스

* 인터넷에 흩어져 있는 방대한 데이터베이스로부터 데이터를 검색할수 있는 서비스

2-9. Finger

* 특정 시스템을 사용하고 있는 사용자의 정보를 알아보기 위한 서비스

2-10. IRC(Internet Relay Chat)

* 인터넷을 통해 채팅할수 있도록 하는 서비스

2-11. WWW(World Wide Web)

* 각각의 컴퓨터가 모여서 전 세계에 걸쳐 네트워크로 연결된 세계적인 인터넷 망
* HTTP 프로토콜을 사용해 인터넷에 분산되어 있는 많은 종류의 정보를 탐색할수 있는 광역정보통신 시스템

3. TCP 계층

3-1. TCP(Transmission Control Protocol)

1. TCP 기능
    * 두 단말기 간 연결을 설정하여 데이터를 패킷 단위로 교환
    * 전송 데이터의 흐름을 제어하고 데이터의 에러유무를 검사
    * OSI7계층에서 전송(Transport) 계층에 해당
    * FTP, Telnet, HTTP, SMTP, POP, IMAP
2. TCP 프로토콜의 링크 설정
    * 연결형 프로토콜로 데이터 전송시 상대방과 통신을 수립
    * 통신수립단계 때문에 지연시간이 생긴다

3-2. UDP(User Datagram Protocol)

1. UDP 기능
    * 신뢰성을 보장하지 않는 비접속형 통신 제공
    * 흐름제어 및 순서제어가 없어 전송속도가 빠르지만 신뢰성이 떨어진다
    * SNMP, DNS, TFTP, NFS, NetBIOS, 스트리밍 서비스
2. UDP 링크설정
    * 비연결형 프로토콜으로 통신 수립 단계가 없다
    * 수립단계가 없어 신속하지만 신뢰성이 떨어진다
    * 저용량의 데이터를 신속하게 처리하는 서비스
3. SNMP(Simple Network Management Protocol)
    * 네트워크 장비를 관리감시하기 위한 목적으로 UDP 상에 정의된 응용계층 표준 프로토콜
    * 네트워크 관리자가 네트워크 성능을 관리하고 네트워크 문제점을 찾는다
4. RTP(Real Time transport Protocol)
    * 실시간으로 음성이나 동영상을 송수신하기 위한 전송계층 프로토콜

4. IP 계층

4-1. IP(Internet Protocol)

* 데이터 패킷의 주소를 해석하고 경로를 설정하여 다음 호스트로 전송하는 프로토콜
* 여러개의 패킷 교환망들의 상호연결을 위한 범용 비연결형 프로토콜
* OSI 7계층에서 네트워크 계층에 해당

4-2. ARP(Address Resolution Protocol)

* 호스트의 IP주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속 장치의 물리적 주소(MAC)로 번역해주는 프로토콜

4-3. ICMP(Internet Control Message Protocol)

* 호스트나 라우터에서 IP패킷을 처리할때 발생하는 오류상태통지 및 예상치못한 상황에 대한 정보를 제공할수 있게하는 인터넷 프로토콜
* Ping, Tracert, Echo

4-4. DNS(Domain Name Service)

1. Domain Name
    * 숫자로 구성된 IP주소를 기억하기 쉬운 문자형태로 변환
    * 모든 도메인 네임은 고유하게 존재해야 한다
    * 공백없이 한글과 영문, 숫자를 이용해 만들수 있다
2. DNS 서버
    * 도메인 네임을 숫자로 된 IP주소로 변환해 주는 시스템(DNS) 구축되어 있는 서버
3. NIC(Network Information Center)
    * 도메인 네임을 관리하고 중재해주는 곳

5. IPv4 주소

5-1. IPv4주소의 개념

* 전세계의 인터넷이 가능한 기기에 부여되는 유익한 식별주소
* IPv4의 경우엔 약 43억개 주소지정
* IPv4의 패킷크기는 64KB로 제한
* 현재는 IPv4와 IPv6를 혼용하고 있으며 각 주소체계의 변환을 담당하는 서비스를 사용(NAT)

5-2. IPv4 주소형식

* 8비트씩 4부분으로 구성되는 32비트 주소체계
* 0부터 255까지의 10진수로 표현하며 점(.)으로 구분

6. IPv6

6-1. IPv6의 특징

* 전송속도가 빠르고 서비스별로 패킷을 구분할수 있어 품질보증이 용이
* 주소의 확장성, 융통성, 연동성이 향상되며 실시간 흐름제어로 향상된 멀티미디어 기능 제공
* 인증성, 기밀성, 데이터무결성의 지원으로 보안문제를 해결

6-2. IPv6의 주소형식

* 16비트씩 8부분으로 구성되는 128비트 주소체계
* 각 자리는 0부터 FFFF까지의 16진수로 표현하며 콜론(:)으로 구분
* 연속되는 앞자리의 0은 생략가능

6-3. IPv6의 주소체계

1. 유니캐스트
    * 1:1 통신을 위한 주소로서 하나의 패킷이 하나의 목적지에 전송
    * 인터넷상의 모든 단말기는 최소한 하나의 유니캐스트 주소를 가져야 한다
2. 애니캐스트
    * 애니캐스트 주소로 보내진 패킷은 단일송신자와 그룹내의 단말기중 가장 가깝거나 접근이 쉬운 단말기에 정확히 전달
3. 멀티캐스트
    * 1:다 통신을 위한 주소로 패킷이 단일 발신지로부터 다수의 목적지에 보낼때 멀티캐스트 통신이 이루어 진다
    * 하나의 시스템이 가지고 있는 멀티캐스트 주소의 수는 시스템이 속해 있는 네트워크 그룹의 전체수를 말한다

참고자료 : 이기적 환상콤비 정보처리기사

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