정보처리기사 실기 - 응용 SW 기초 기술 활용 : 네트워크 계층 구조 파악

정보처리기사 실기 - 응용 SW 기초 기술 활용 : 네트워크 계층 구조 파악

 

네트워크 개요

 

• 네트워크 : 원하는 정보를 원하는 수신자 또는 기기에 정확하게 전송하기 위한 기반 인프라
• 프로토콜 : 정보 전달 시에는 약속한 규칙

 

※ 거리에 따른 네트워크 분류

 

[1] ⁠WAN 광대역 네트워크 

 

• LAN에 비해 전송 거리가 넓음
• 라우팅 알고리즘이 필요 
• LAN 대비 에러율이 높고 전송 지연이 큼

 

[2] LAN 근거리 네트워크 

 

• 한 건물 또는 작은 지역을 커버하는 네트워크

 

① WAN(Wide Area Network) 

 

• 국가, 대륙과 같이 광범위한 지역을 연결하는 네트워크
• 거리에 제약이 없으나 다양한 경로를 지나 정보가 전달되므로 LAN보다 속도가 느리고 에러율도 높음
• 전용 회선 방식 : 통신 사업자가 사전에 계약을 체결한 송신자와 수신자끼리만 데이터를 교환하는 방식
• 교환 회선 방식 : 공중망을 활용하여 다수의 사용자가 선로를 공유하는 방식

 

(1) 회선 교환 방식

 

• 물리적 전용선을 활용하여 데이터 전달 경로가 정해진 후 동일 경로로만 전달
• 데이터를 동시에 전송할 수 있는 양을 의미하는 대역폭이 고정되고 안정적인 전송률 확보

 

(2) 패킷 교환 방식 

 

• 패킷이라는 단위를 사용하여 데이터 송수신
• 패킷 : 정보를 일정한 크기로 분할한 뒤 각각의 패킷에 송수신 주소 및 부가 정보 입력
• 현재 컴퓨터 네트워크에서 주로 사용하는 방식

 

 

OSI(Open System Interconnection) 7계층

 

• 국제 표준화 기구인 ISO(International Standardization Organization)에서 개발한 네트워크 계층 표현 모델
• 각 계층은 서로 독립적으로 구성
• 각 계층은 하위 계층의 기능을 이용하여 상위 계층에 기능 제공
• 1계층인 물리 계층부터 7계층인 애플리케이션 계층으로 정의
• 네트워크 관리 기술의 발달로 인해 최근에는 5, 6계층 레이어는 7계층 레이어로 합쳐 통칭

계층	계층이름	설명	주요 장비 및 기술
1	물리 계층	실제 장비들을 연결하기 위한 연결 장치	허브, 리피터
2	데이터 링크 계층	오류와 흐름을 제거하여 신뢰성 있는 데이터를 전송	브리지, 스위치
3	네트워크 계층	다수의 중개 시스템 중 올바를 경로를 선택하도록 지원	라우터
4	전송 계층	송수신 프로세스 간 연결	TCP/IP, UDP
5	세션 계층	송수신 간 논리적 연결	호스트(PC)
6	표현 계층	코드 문자를 번역하여 일관되게 전송, 압축, 해제, 보안 기능	호스트(PC)
7	응용 계층	사용자 친화 환경 제공(이메일, 웹)	호스트(PC)

 

 

네트워크 주요 장비

 

① 허브, 리피터 

 

• 허브 : 여러 대의 컴퓨터를 연결하여 네트워크로 보내거나 하나의 네트워크로 수신된 정보를 여러 대의 컴퓨터로 송신하기 위한 장비
• 리피터 : 디지털 신호를 증폭시켜 주는 역할을 하여 신호가 약해지지 않고 컴퓨터로 수신

 

② 브리지, 스위치 

 

• 브리지와 스위치 : 두 시스템을 연결하는 네트워킹 장치, 두 개의 LAN을 연결하여 훨씬 더 큰 LAN을 만듦
• 스위치 : 하드웨어 기반으로 처리하기 때문에 속도가 빠름, 각기 다른 속도를 지원하도록 제어, 제공하는 포트 수가 수십, 수백 개, Store and Forwarding 전송 방식 사용
• 브리지 : 소프트웨어 방식으로 처리하기 때문에 속도가 느림, 포트들이 같은 속도를 지원, 2~3개의 포트 제공, Cut Through와 Fragment Free 방식 같이 사용

1. Store and Forwarding : 데이터를 전부 받은 후 다음 처리를 하는 방식 
2. Cut Through : 데이터의 목적지 주소만 확인 후 바로 전송 처리하는 방식 
3. Fragment Free : 위 두 방식의 장점을 결합한 방식 

 

③ 라우터 

 

• 망 연동 장비
• ⁠PC 등의 로컬 호스트가 LAN에 접근할 수 있도록 하며 WAN 인터페이스를 사용하여 WAN에 접근
• 라우팅 프로토콜은 경로 설정을 하여 원하는 목적지까지 지정된 데이터를 안전하게 전달

 

 

네트워크 주요 장비 기능 확인

 

① OSI 7계층 구성에 따라 전달되는 데이터의 형식 파악

 

• 응용 계층부터 물리 계층으로 데이터가 전달될 때 전달되는 정보의 종류와 형식 상이

OSI 7 Layer	전달되는 정보 및 형태
응용계층 표현계층
세션계층	Data
전송계층	Data	TCP 헤더
네트워크계층	Data	TCP 헤더	IP 헤더
데이터링크계층	Data	TCP 헤더	IP 헤더	MAC 주소
물리계층	010101000001011011

 

(1) Data 구조의 특징 파악

 

• 데이터는 단말기에서 구동되는 응용 프로그램과 기기의 종류에 따라 다른 형태로 전달
• 16bit, 24bit, 36bit, ASCII, BCDIC, Binary 등으로 구분
• 각 전달 방식의 특징과 장단점을 파악하고 데이터 표현 방식 정리

 

(2) TCP 헤더의 정보를 조사

 

• TCP 헤더는 송수산자의 포트번호, 순서 번호, 응답 번호 등을 전달되는 정보를 조사하여 정리

 

(3) IP 헤더가 포함하는 정보를 파악

 

• IP 헤더는 IP 버전과 전송지 IP, 목적지 IP뿐만 아니라 프로토콜의 종류, 서비스 타입이 표준화
• IP 헤더는 IPv4와 IPv6 IP 체계에 따라 다른 표준을 따름
• IPv4와 IPv6 방식 간 차이점을 조사하고 주소 표기 체계 구분

 

(4) MAC 주소의 특징을 파악

 

• 네트워크 세그먼트의 데이터 링크 계층에서 통신을 위한 네트워크 인터페이스에 할당된 고유 식별자
• IEEE 802 네트워크 기술에 네트워크 주소로 사용
• 이더넷과 와이파이를 포함한 대부분의 기기들이 주소를 가짐
• 자신이 보유한 네트워크 접속 가능 장비의 MAC 주소 확인

 

(가) Windows 시스템에서 MAC 주소 확인

 

• Windows의 시작 버튼을 눌러 실행 클릭
• CMD 명령어를 입력하여 코멘드 명령어 창 호출
• 명령어 창에 ipconfig/all을 입력하면 MAC 주소 확인

 

(나) 리눅스, 유닉스에서 MAC 주소 확인

 

• root@hostname:~#ifconfig 명령어를 사용하면 Windows와 마찬가지로 MAC 주소 확인

 

② 네트워크 전송을 위한 장비 구성을 파악하고 역할 확인

 

• 인터넷망을 통해 전달되는 각 장비의 특성 파악

 

(1) 각 장비의 역할을 조사

 

(가) 허브

 

• 다수의 오프라인, 온라인 접속 기기들을 로컬 네트워크(LAN)에 연결하기 위한 장비
• 수신한 프레임을 수신 포트를 제외한 모든 포트로 전송

 

(나) 스위치

 

• MAC 주소 테이블을 이용하여 목적지 MAC 주소를 가진 장비 측 포트로만 프레임을 전송하는 역할

 

(다) 스위칭허브

 

• 스위치 기능을 가진 허브를 의미
• 요즘 사용되는 대부분의 허브가 스위칭허브

 

(라) 망(백본) 스위칭허브

 

• 광역 네트워크를 커버하는 스위칭허브
• 경남권 스위칭, 부산권 스위칭 등 대단위 지역을 커버

 

(마) 라우터

 

• LAN과 LAN을 연결하거나 LAN과 WAN을 연결하기 위한 인터넷 네트워킹 장비

 

(바) 유무선 인터넷 공유기

 

• 외부로 부터 들어오는 인터넷 라인을 연결하여 유선으로 여러대의 기계를 연결하거나 무선 신호로 송출여 여러 대의 컴퓨터가 하나의 인터넷 라인을 공유할 수 있도록 하는 네트워크 기기

 

(사) 브리지

 

• 두 개의 근거리 통신망(LAN)을 서로 연결해 주는 통신망 연결 장치

 

(아) NIC(Network Interface Card)

 

• 외부 네트워크와 접속하여 가장 빠른 속도로 데이터를 주고받을 수 있게 컴퓨터 내에 설치되는 장치

 

(자) 리피터

 

• 감쇠된 전송 신호를 새롭게 재생하여 다시 전달하는 재생 중계 장치

 

(차) 게이트웨이

 

• 프로토콜을 서로 다른 통신망에 접속할 수 있게 해 주는 장치

 

(2) 스위칭허브 매뉴얼을 참조하여 사용되고 있는 표준과 주요 기능 파악

 

• IEEE 표준에 대해 찾아보고 표준을 준수해야 하는 이유 정리
• 프로토폴, 케이블, 필터에 대한 내용을 살펴보고 얼마만큼의 데이터를 동시에 전송할 수 있는지 파악

 

(3) L2 스위치와 L3, L4 스위치의 기능상 역할을 구분

 

• L2, L3, L4 스위치는 OSI 중 어떤 계층에서 수행되는가에 따라 구분
• 각 레이어에서 스위칭기능이 일어날 때의 장단점 파악

구분	특징	한계
L2 스위치	가장 원초적 스위치	상위 레이어에서 동작하는 IP 이해 불가 IP 이해 불가에 따른 라우팅도 불가
L3 스위치	IP 레이어에서 스위칭을 수행해 외부로 전송	라우터와의 경계 모호 FTP, HTTP 등 우선 스위칭 불가
L4 스위치	TCP/UDP 등 스위칭 수행 FTP, HTTP 등을 구분하여 스위칭 하는 로드 밸런싱 기능	애플리케이션 레이어에서 파악이 가능한 이메일 내용 등 정교한 로드 밸런싱 수행 불가

 

(4) 스위치와 라우터의 기능상 차이 구분

 

• 라우터는 서로 다른 네트워크 간의 데이터를 전송하고 가장 이상적인 데이터 전달 경로를 설정하여 주는 역할을 수행

 

② 네트워크 변동에 따른 영향 파악

 

• 영역이 확장되어 사용해야 하는 기기가 500여 대로 증가할 경우 스위칭허브 구성도 작성
• 영역을 확장하여 국가 간 네트워크를 연결해야 할 경우 필요로 하는 장비를 정의하고 구성도 작성