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@ 데이터 전송 프로토콜

1. TCP(Transmission Control Protocol)

 - Layer 4 계층 프로토콜
 - 연결 지향성 프로토콜 : 상대방과 통신 수립 연결을 실시하고 난 이후, 데이터 요청 및 응답 실시
 - '3-Way 핸드 쉐이킹' 동작 실시

A(클라이언트) B(서버)

Syn ->
<- Syn, Ack
Ack -> 
~ 통신 수립 완료 ~
   (ESTABLISHED)

데이터/서비스 요청 ->
<- 데이터/서비스 응답

[참고] TCP Control Flag (6bit)

 - urg (1.....) : 긴급한 데이터 표기
 - ack (.1....) : 확인 응답/승인
 - psh (..1...) : 수신처리 이후, 상위 프로세스로 처리
 - rst (...1..) : 강제 종료 
 - syn (....1.) : 통신 개시
 - fin (.....1) : 정상적인 종료


 - 데이터 스트림 서비스 : 데이터를 세그먼트 단위로 생성하여 전송 및 수신 처리 실시
       (순서 번호 및 확인 번호 사용)

 - 흐름 제어 기능 : stop & wait 기법 -> 슬라이딩 윈도우 기법

stop & wait : 송신한 세그먼트에 대한 Ack를 수신해야지만, 그 다음 세그먼트 전송
     (다음 세그먼트 송신 처리 지연 발생 및 Ack 양 많음)

슬라이딩 윈도우 : 수신측 세그먼트 처리양에 맞게 송신측에서 세그먼트 다수 전송
          (세그먼트 송신 지연 발생 및 Ack 양 최소함)
           

 - 혼잡 제어 기능 : 혼잡 발생시 전송률을 최소화하는 기능

 - 오류 검사 : 수신한 세그먼트 손상 여부 판단
     (손상된 세그먼트는 드랍 처리 실시)

 - 재전송 기능 : 송신한 세그먼트에 대한 Ack를 수신하지 못하면, 해당 세그먼트를 재전송 실시

 - Window Size : 송수신할 수 있는 세그먼트양 
 
 - HTTP(80), HTTPs(443), Telnet(23), SSH(22), FTP(21), FTP-Data(20), SMTP(25), POP3(110)


2. UDP(User Datagram Protocol)

 - Layer 4 계층 프로토콜
 - 비연결 지향성 프로토콜

'3-Way 핸드 쉐이킹' 동작 실시 X
데이터 스트림 서비스 X
혼잡 제어 기능 X
재전송 기능 X
Window Size X

 - 오류 검사
 - DNS(53), TFTP(69), DHCP Server(67), DHCP Client(68), SNMP(161), NTP(123)



3. IP(Internet Protocol)

 - Layer 3 계층 프로토콜
 - 비연결 지향성 프로토콜
 - 로컬 환경에서 리모트 환경으로 데이터 전송 담당
 - TTL(Time to Live) : 8bit(0~255), 거리 측정 및 패켓 루프 방지 기능

[참고] 운영 체제 TTL 기본값

 - Cisco 255
 - Window 128
 - Linux 64
  이 값이 1씩 줄어들때 마다 하나의 라우터를 거친다

윈도우에서 ttl 값이 126 이면 두개의 라우터를 거쳤다는 뜻이다.

한국에서 유럽까지 연결해도 20개 정도만 거친다고 한다.

궁금하면 유럽에 서버를 두고 있는 웹사이트로 핑 해보면 된다.

4. ICMP(Internet Control Message Protocol)

 - IP 프로토콜을 이용한 데이터 전송 여부 가능 테스트 프로토콜
 - 'ping', 'tracert' 명령어

A B
192.168.14.14 -------> 192.168.14.11

ping 192.168.14.11

ICMP Echo-Request -> <- ICMP Echo-Reply
SA 192.168.14.14                  SA 192.168.14.11
DA 192.168.14.11                  DA 192.168.14.14


5. ARP(Address Resolution Protocol)

 - 주소 변환 프로토콜
 - 목적지 IP 주소에 대한 MAC 주소를 설정하는 프로토콜
 - 만약, 목적지 IP 주소에 대한 MAC 주소가 없을 경우, 다음과 같이 ARP 요청 및 응답 실시

A                                                                                  B
192.168.14.11                                                                192.168.14.14
90-9F-33-EB-34-98                                                  90-9f-33-eb-36-ff

ARP Reqeust(192.168.14.14, MAC ?) ->  맥주소 아시는 분~
SA 90-9F-33-EB-34-98
DA FF-FF-FF-FF-FF-FF
                                        그거 나야! 내 맥주소 이거야!     <- ARP Response(192.168.14.14
                                                                                               MAC 90-9f-33-eb-36-ff)
                                                                                                  SA 90-9f-33-eb-36-ff
                                                                                               DA 90-9F-33-EB-34-98

수신된 맥주소는 내 컴푸터의 ARP Table에 저장되고 다음통신에 사용된다.

#ARP Table#  

192.168.14.14 90-9f-33-eb-36-ff

A -> B

SA 192.168.14.11
DA 192.168.14.14
-------------------------- IP 에서 사용 L3 에서 사용
SA 90-9F-33-EB-34-98
DA 90-9f-33-eb-36-ff
-------------------------- ETH 에서 사용 스위치 물린 엔드 끼리 통신 할때 사용

C:\Users\Administrator>arp -d #arp 테이블 지우기

C:\Users\Administrator>arp -a #arp 테이블 확인하기
ARP 항목을 찾을 수 없습니다.

C:\Users\Administrator>arp -a

인터페이스: 192.168.14.11 --- 0xd
  인터넷 주소           물리적 주소           유형
  192.168.14.1          50-6a-03-af-29-3c     동적
  192.168.14.255        ff-ff-ff-ff-ff-ff     정적
  224.0.0.252           01-00-5e-00-00-fc     정적

1. 포트 번호

<위키백과> 

인터넷 프로토콜 스위트에서 포트(port)는 운영 체제 통신의 종단점이다. 이 용어는 하드웨어 장치에도 사용되지만, 소프트웨어에서는 네트워크 서비스나 특정 프로세스를 식별하는 논리 단위이다. 주로 포트를 사용하는 프로토콜은 전송 계층 프로토콜이라 하며, 예를 들어 전송 제어 프로토콜(TCP)와 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)가 있다. 각 포트는 번호로 구별되며 이 번호를 포트 번호라고 한다. 포트 번호는 IP 주소와 함께 쓰여 해당하는 프로토콜에 의해 사용된다.

간단히 설명하자면 A컴퓨와 B컴퓨터가 카카오톡을 실행 하여 채팅을 하고 있다 가정하자.

A가 '나 A야!' 라는 데이터르 B에게 보낸다고 할때, 

A----------------------->B

             '나 A야!'

하지만 B컴퓨터에는 카카오톡뿐만 아니라 네이버도 켜있고 롤도 하고 있다면, 

A----------------------->B 카카오톡, 네이버, 롤

             '나 A야!'  '실행되고 있는 프로그램이 여러개인데 나는 어디로 가야되지??'

이때 어디로 가야되는지를 알려주는게 포트번호 이다.

잘 알려진 포트번호는 다음과 같다.

 <TCP>                                             < UDP>

http 80                              domain/dns 53
https 443                           bootps 67 (DHCP Server)
telnet 23                            bootpc 68 (DHCP Client)
ssh 22                                tftp 69
ftp 21                                 snmp 161
ftp-data 20                       ntp 123
smtp 25
pop3 110

2. IP 주소

Internet Protocol 의 약자로 간단히 하면 내 컴퓨터 주소이다.

우리가 편지를 보내면 우체부가 우리집 주소를 보고 찾아오듯, 다른 컴퓨터에서 나에게 데이터를 전송하면 이 IP주소를 보고 찾아 온다.

32bit로 이루어져 있고, 8비트를 1옥텟으로 나누어, 4옥텟으로 이루어져 있다.

표현방법으로는 0 ~ 255까지 숫자로 표현할 수 있습니다.

128.96.32.2

3. MAC 주소

맥주소는 피지컬 어드레스라고도 불리우는데 왜냐하면 IP주소는 상황에 따라 내 컴퓨터의 주소가 변할수도 있지만 이 맥주소는 절대 변하지 

않는 주소이다.

랜카드에 적혀 있으며 스위치로 구성된 로컬 네트워크에서는 이 맥주소를 이용해 유니캐스트로 통신을 한다.

0-e0-4c-14-62-ba ---> 실제 맥주소

0-e0-4c                 ---> 앞에 세자리는 랜카드 제조사를 뜻한다

14-62-ba                ---> 뒤에 세자리는 내 랜카드의 주소를 뜻한다.

이게 무슨뜻이냐면 이 맥주소는 항상 고유 해야 하기때문에 랜카드를 제조하는 회사는 이를 관리하는 IEEE로 부터 앞의 세자리를 

할당 받아야 하고 뒤에 세자리는 자신의 회사가 임의로 사용 할수 있다.

할당 받은 맥주소 : aa.aa.aa.xx.xx.xx 

a 할당 받은 주소

x 자신이 변경해서 사용할수 있는 주소

1. 네트워크란?

스타트업이란 드라마에서 강한나가 네트워킹 이라는 파티를 여는데 

이는 강한나처럼 회사를 운영하거나 그에 준하는 지위에 있는 사람들이 인맥을 넓힌다는 목적의 파티이다.

영화 범죄와의 전쟁에서 최민식이 전화번호 수첩을 들고 이" 수첩만 있으면 다 할수 있어!" 라는 장면도 생각난다.

네트워킹 파티에 나가 인맥을 쌓는 이유는 정보를 교류하기위해

전화번호 수첩이 중요한 이유는 서로 연락해서 정보를 교류하기위해

네트워크 : 정보공유, 교환을 목적으로 컴퓨터와 컴퓨터가 모여서 구성된 망

2. 프로토콜

간단히 말하자면 약속 이다.

예를 들면, 중국인과 미국인이 대화를 하려면 당연히 대화가 안통 한다. 언어가 다르니까!

대화가 될려면 ? 

대화가 통하게 공통으로 사용할 수 있는 언어가 필요! 예를들면, 둘다 일본어를 할줄 안다면

"우리끼리 대화 할때는 일본어로 대화하자!" <- 이게 약속 

서로 대화를 하기위해 -> 서로 정보를 공유하고 교환 하기 위해

프로토콜 : 네트워크 환경내에서 데이터를 전송할때 전송방법을 정의 하는 규칙 또는 제도를 말한다.

예) TCP, UDP, IP 등등

3. 네트워크 유형

@ LAN(Local Area Network)

- 네크워크 구성 단위중 가장 작은 단위

- 내부 네트워크라고도 불린다 

- 장비: 스위치, PC 랜카드, UTP 케이블 , 무선 AP

@WAN(Wide Area Network)

- 랜과 랜을 연결하는 외부 네트워크를 말한다.

- 예를 들면, 대전이라는 랜 네트워크와 부산이라는 랜 네트워크 연결 할려면 WAN이라는 외부 네트워크로 연결 한다.

- 장비: 라우터 

- 프로토콜: HDLC, PPP, Frame-Relay

- KT, SKT, LG 같은 ISP업체 

@ Internet

전세계적으로 연결된 네트워크 망을 말한다

보통 world wide web인 www.http 를 떠올리는데 이는 나중에 설명 하도록 하겠다

@ Intranet

기업 내부에서 인터넷과 같이 사용하는 망을 말한다. 외부 즉 인터넷 사용은 불가하고 사내에서만 가능한 망을 뜻한다.

4. 데이터 전송 방식

@ 유니캐스트

1:1 전송 방식

유니캐스트는 정보를 전송하기 위한 프레임에 자신의 MAC 주소와 목적지의 MAC 주소를 첨부하여 전송하는 방식을 말한다. 어떤 시스템이 유니캐스트 방식으로 데이터를 전송하게 되면 같은 네트워크에 있는 모든 시스템들은 그 MAC 주소를 받아서 자신의 MAC 주소와 비교 후에 자신의 MAC 주소와 같지 않다면 프레임을 버리고 같다면 프레임을 받아서 처리하게 된다. 유니캐스트 방식은 가장 많이 사용하는 방식으로 한 개의 목적지 MAC 주소를 사용하고 CPU 성능에 문제를 주지 않는 방식이다.

@ 브로드캐스트(Broadcast)
브로드캐스트 방식은 로컬 네트워크에 연결되어 있는 모든 시스템에게 프레임을 보내는 방식을 말한다. 브로드캐스트 방식의 경우 브로드캐스트용 주소가 미리 정해져있고, 수신 받는 시스템은 이 주소가 오면 패킷을 자신의 CPU 로 전송하고 CPU 가 패킷을 처리하는 방식이다. 모든 시스템에게 패킷이 전송되므로 트래픽이 증가하고 CPU 도 패킷을 처리해야 하므로 성능에 저하가 생긴다. 브로드캐스트 방식은 통신하고자 하는 시스템의 MAC 주소를 알지 못하는 경우, 네트워크에 있는 모든 시스템에게 알리는 경우, 라우터끼리 정보를 교환하거나 새로운 라우터를 찾는 경우 등에 이용이 된다.


@ 멀티캐스트(Multicast)
멀티캐스트는 네트워크에 연결되어 있는 시스템 중 일부에게만 정보를 전송하는 것으로 특정 그룹에 속해 있는 시스템에게만 한 번에 정보를 전송할 수 있는 방법을 말한다. 멀티캐스트는 라우터가 멀티캐스트를 지원해야만 사용 가능하다는 단점이 있다.
그룹 통신을 위하여 다중 수신자들에게 동일한 데이터를 전송하고자 할 경우 유니캐스트 전송 방식을 이용한다면 전송하고자 하는 데이터 패킷을 다수의 수신자에게 각각 여러 번 전송해야 하며, 이러한 동일한 패킷의 중복 전송으로 인해 네트워크 효율이 저하된다. 또한 수신자 수가 증가할 경우 이러한 문제점은 더 커지게 된다. 반면 멀티캐스트 전송이 지원되면 송신자는 여러 수신자에게 한 번에 메시지가 전송되도록 하여 데이터의 중복 전송으로 인한 네트워크 자원 낭비를 최소화할 수 있게 된다.
멀티캐스트 전송이 일반적인 유니캐스트 인터넷 응용 분야와 다른 점은 우선 그 전송 패킷에 있다. 일반적으로 TCP/IP 상의 인터넷 응용 프로그램은 데이터의 송신자가 이를 수신할 수신자의 인터넷 주소를 전송 패킷의 헤더에 표시해 패킷을 전송한다. 그러나 멀티캐스트 전송을 위해서는 헤더에 수신자의 주소 대신 수신자들이 참여하고 있는 그룹 주소를 표시하여 패킷을 전송한다.

▶ 멀티캐스트 특징
- 멀티캐스트 그룹 단위로 묶어 그 그룹의 Host 들은 동시에 데이터를 받을 수 있다.
- UDP 를 사용하여 전송함으로 신뢰성을 보장받지는 못한다.
- Client 에서 멀티캐스트를 사용하는 Application 을 시작하면 멀티캐스트 IP 주소와 멀티캐스트 MAC 주소를 라우터에 등록함으로 멀티캐스트 그룹에 등록된다.
- 하나의 Client 에서 여러 멀티캐스트 주소를 수용할 수 있다. 즉 여러 가지 멀티캐스트 데이터를 동시에 받을 수 있다.
- Server가 멀티캐스트 주소로 데이터를 전송 중에 있을 때 중간에 Client 가 끼어들어도 처음부터 데이터를 받을 수 없고 중간부터 데이터를 받게 된다.