2024 #정보처리기사 필기요약 #4-3. 네트워크 기초 활용

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참고1. 노랑마킹은 시험에 나온 중요한 부분입니다.

참고2. 주황강조는 약어 혹은 중요한 내용입니다.

참고3. 회색마킹은 예시입니다.

제 4과목 > 응용 SW 기초 기술 활용 > 네트워크 기초 활용

근거리 통신망(LAN; Local Area Network)

근거리 통신망(LAN) 전송망 구성 형태 (버트링메성)

버스형(Bus) / 트리형(Tree) / 링형(Ring) / 매시형(Mesh) / 성형(Star)

무선랜 통신망(WLAN; Wireless Local Area Network)

무선랜 통신망은 유선 LAN과 무선 단말 사이를 무선주파수를 이용하여 전송하는 네트워크이다.

IEEE 802.11

IEEE 802.11은 흔히 무선랜, 와이파이(Wi-Fi)라고 부르는 무선 근거리 통신망을 위한 컴퓨터 무선 네트워크에 사용되는 기술로, IEEE의 LAN/MAN 표준위원회(IEEE 802)의 11번째 워킹 그룹에서 개발된 표준 기술이다.

무선랜 표준 [2020년 1회]

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 단말의 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 AP가 다수의 디바이스를 밀도 있게 지원하는 Capacity 최대화 Wifi 기술

원거리 통신망(WAN; Wide Area Network)

원거리 통신망은 넓은 지리적 거리, 장소를 넘나드는 네트워크이다.
LAN보다 속도가 느리고 에러율도 높다.

원거리 통신망(WAN) 연결 기술 (전회패)

전용 회선 방식(Dedicated Line) / 회선 교환 방식(Circuit Switching) / 패킷 교환 방식(Packet Switching)

프로토콜의 기본요소 (구의타)

구문(Syntax) / 의미(Semantic) / 타이밍(Timing)

인터넷 접속 제공

ISP(Internet Service Provider) / URL(Uniform Resource Locator) / 웹 브라우저(Web Browser)

네트워크 7계층

OSI(Open System Interconnection) 7계층 (아파서 티내다, 피나다)

각 계층은 서로 독립적으로 구성되어 있고, 각 계층은 하위 계층의 기능을 이용하여 상위 계층에 기능을 제공한다.

계층	OSI	설명	프로토콜
7	응용 계층 (Application Layer)	응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행하는 역할을 담당	HTTP, SMTP, FTP
6	표현 계층 (Presentation Layer)	애플리케이션이 다루는 정보를 통신에 알맞은 형태로 만들거나, 하위 계층에서 온 데이터를 사용자가 이해할 수 있는 형태로 만드는 역할을 담당	JPEG, MPEG
5	세션 계층 (Session Layer)	응용 프로그램 간의 대화를 유지하기 위한 구조를 제공	RPC, NetBIOS
4	전송 계층 (Transport Layer)	상위 계층들이 데이터 전달의 유효성이나 효율성을 생각하지 않도록 해주면서 종단 간의 사용자들에게 신뢰성 있는 데이터를 전달(전송) 하기 위해 오류 검출과 복구, 흐름 제어를 수행 [2020년 1회, 3회, 4회]	TCP, UDP [2020년 1회]
3	네트워크 계층 (Network Layer)	다양한 길이의 패킷을 네트워크를 통해 전달하고, 그 과정에서 전송 계층이 요구하는 서비스 품질(QoS)을 위한 수단을 제공	IP, ARP, RARP, ICMP, Telnet
2	데이터 링크 계층 (Data Link Layer)	링크의 설정과 유지 및 종료를 담당하며 노드 간의 오류 제어, 흐름 제어, 회선 제어 기능을 수행 [2020년 3회]	HDLC, LAPB, LLC, LAPD, PPP
1	물리 계층 (Physical Layer)	실제 장치들을 연결하기 위해 필요한 전기적, 물리적 세부 사항들을 정의	RS-232C, X.21

네트워크 계층(계층3) 프로토콜

프로토콜	설명
IP (Internet Protocol)	송신, 수신 간의 패킷 단위로 데이터를 교환하는 네트워크에서 정보를 주고받는 데 사용하는 통신규약
ARP (Address Resolution Protocol)	IP 네트워크상에서 IP 주소를 MAC 주소(물리 주소)로 변환하는 프로토콜
RARP (Reverse Address Resolution Protocol)	IP 호스트가 자신의 물리 네트워크 주소(MAC)는 알지만 IP주소를 모르는 경우, 서버로부터 IP 주소를 요청하기 위해 사용하는 프로토콜
인터넷 제어 메시지 프로토콜 (ICMP; Internet Control Message Protocol)	IP 패킷을 처리할 때 발생되는 문제를 알려주는 프로토콜
IGMP (Internet Group Management Protocol)	인터넷 그룹 관리 프로토콜은 호스트 컴퓨터와 인접 라우터가 멀티캐스트 그룹 멤버십을 구성하는 데 사용하는 통신 프로토콜
라우팅 프로토콜	데이터 전송을 위해 목적지까지 갈 수 있는 여러 경로 중 최적의 경로를설정해주는 라우터 간의 상호 통신규약이다. 내부 라우팅 프로토콜에는 RIP(Routing Information Protocol), OSPF(Open Shortest Path First)가 대표적 외부 라우팅 프로토콜에는 EGP, BGP(Border Gateway Protocol)가 대표적

전송 계층(4계층) 프로토콜

TCP (연결 지향) (Transmission Control Protocol)
UDP (비연결 지향) (User Datagram Protocol)

세션 계층(5계층) 프로토콜

RPC (Remote Procedure Call)
NetBIOS (Network Basic Input/Output System)

표현 계층(6계층) 프로토콜

JPEG: 이미지 표준 규격
MPEG: 멀티미디어 표준 규격

응용 계층(7계층) 프로토콜

프로토콜	설명
HTTP (HyperTetx Transfer Protocol)	텍스트 기반의 통신 규약
FTP (Transfer Protocol)	TCP/IP 프로토콜을 가지고 서버와 클라이언트 사이의 파일을 전송하기 위한 프로토콜
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)	인터넷에서 TCP 포트번호 25번을 사용하여 이메일을 보내기 위해 이용되는 프로토콜
POP3 (Post Office Protocol Version 3)	응용 계층 인터넷 프로토콜 중 하나로, 원격 서버로부터 TCP/IP 연결을 통해 이메일을 가져오는 데 사용하는 프로토콜
IMAP (Internet Messaging Access Protocol)	원격 서버로부터 TCP/IP 연결을 통해 이케일을 가져오는데 사용하는 프로토콜
Telnet	인터넷이나 로컬 영역에서 네트워크 연결에 사용되는 네트워크 프로토콜

IP(Internet Protocol)

인터넷 프로토콜(IP)은 송신 호스트와 수신 호스트가 패킷 교환 네트워크(Packet Switching Network)에서 정보를 주고받는 데 사용하는 정보 위주의 규약이다.
OSI 3계층인 네트워크 계층에서 호스트의 주소 지정과 패킷 분할 및 조립 기능을 담당한다.

IP특징

특징	설명
비신뢰성(Unreliable), 비연결형(Connection less)	비신뢰성은 흐름에 관여하지 않기 때문에 보낸 정보가 제대로 갔는지 보장하지 않는다는 뜻
에러 제어와 흐름 제어가 없음	정보 전송이 가장 중요하고, 보낸 내용을 보장하지 않음
대표적인 IP 주소체계	현재 인터넷에서 사용하는 표준 프로토콜은 IPv4이고, 주소 공간 고갈 문제를 겪고 있어 IPv6가 점차 확산
IP 크기 제한	IP의 크기는 20~40바이트

IPv4와 IPv6 특징 [2020년 1회] [2020년 3회]

구분	IPv4	IPv6
주소길이	32bit	128bit
표시방법	8비트씩 4부분으로 나뉜 10진수 (192.168.10.1)	16비트씩 8부분으로 나뉜 16진수 (2001:9e76:..:e11c)
주소개수	약 45억 개	4.3 X 10^38
품질제어	품질보장 곤란	등급별, 서비스별로 패킷 구분 가능해 품질 보장 용이 (QoS)
헤더크기	헤더 크기 가변	헤더 크기 고정
QoS	Best Effort 방식 / 보장 곤란	등급별, 서비스별 패킷 구분 보장
보안기능	IPSEC 프로토콜 별도 설치	인증 및 보안기능 제공(확장기능에서 기본 제공)
Plug&Play	지원 안함	지원
모바일 IP	곤란	용이
웹 캐스팅	곤란	용이
전송방식	Multicast, Unicast, Broadcast	Multicast, Unicast, Anycast

IPv4에서 IPv6으로 전환 방법 (듀터주)

듀얼 스택(Dual Stack) / 터널링(Tunneling) / 주소변환(Address Translation)

IPv4

IPv4(Internet Protocol version 4)는 인터넷에서 사용되는 패킷 교환 네트워크상에서 데이터를 교환하기 위한 32비트 주소체계를 갖는 네트워크 계층의 프로토콜이다.

IPv4 헤더(Header) 구조 (버일타토 아플프 타플해 소데옵페)

IPv4헤더는 IP 패킷의 앞부분에서 주소 등 각종 제어정보를 담고 있는 부분이다.
IPv4 헤더 사이즈는 옵션 미지정시 최소 20바이트 이상이다. (IPv6는 최소 40바이트 이상)

Version	Header Length	Type of Service	Total Length
Identification			Flags	Fragment Offset
Time to Live(TTL)		Protocol type	Header Checksum
Source Address
Destination Address
Option(선택옵션)
Data

IPv4 주소 구조

클래스	범위	설명
class A	0.0.0.0 ~ 127.255.255.255	국가나 대형통신망
class B	128.0.0.0 ~ 191.255.255.255	중대형 통신망
class C	192.0.0.0 ~ 223.255.255.255	소규모 통신망
class D	224.0.0.0 ~ 239.255.255.255	멀티캐스트용
class E	240.0.0.0 ~ 255.255.255.255	실험용

IPv6

현재 IPv4가 가지고 있는 주소 고갈, 보안성, 이동성 지원 등의 문제점을 해결하기 위해서 개발된 128bit 주소체계를 갖는 차세대 인터넷 프로토콜이다.

IPv6 특징

IP 주소의 확장
이동성
인증 및 보안기능
개선된 QoS 지원
Plug&Plus 지원
Ad-hoc 네트워크 지원
단순 헤더 적용
실시간 패킷 추적 가능

IPv6 헤더(Header) 구조

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

TCP/UDP

TCP(Transmission Control Protocol)

TCP는 전송 계층(4계층)에 위치하면서 근거리 통신망이나 인트라넷, 인터넷에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟을 안정적으로, 순서대로, 에러 없이 교환할 수 있게 해주는 프로토콜이다.
기본 헤더 크기는 20byte이고 60byte까지 확장할 수 있다. [2020년 3회]

TCP 특징 (신연흐흔)

신뢰성 보장 / 연결 지향적 특징 / 흐름 제어(Flow Control) / 혼잡 제어(Congestion Control)

TCP 헤더 구조

Source Port Number / Destination Port Number / Sequence Number / Acknowledgement / Number / HLEN / Flag bit / Window size / Checksum / Urgent pointer / Options and Padding

TCP 흐름 제어(Flow Control) 기법 [2020년 4회]

기법	설명
정지-대기 기법 (Stop & Wait)	프레임이 손실되었을 때, 손실된 프레임 1개를 전송하고 수신자의 응답을 기다리는 방식으로 한 번에 프레임 1개만 전송할 수 있다.
슬라이딩 윈도 기법 (Sliding Window)	수신 측에서 제대로 수신한 바이트에 대한 확인 응답을 전송할 때마다 버퍼의 범위가 한꺼번에 이동

TCP 혼잡 제어(Congestion Control) (SCFF(스크푸))

느린 출발(Slow Start)
혼잡 회피(Congestion Avoidance)
빠른 재전송(Fast Retransmit)
빠른 회복(Fast Recovery)

UDP(User Datagram Protocol)

전송 계층(4계층)의 통신 프로토콜이다.
흐름 제어나 순서제어가 없어 전송속도가 빠르다. [2020년 4회]

UDP의 특징

무결성 및 비신뢰성
순서화되지 않은 데이터그램 서비스 제공
실시간 응용 및 멀티캐스팅 가능
단순 헤더

UDP 헤더 구조 (소데 랭체다)

Source Port Number / Destination Port Number / UDP length / UDP Checksum / Data