정보처리기사 요점정리 - 4. 프로그래밍 언어 활용 (응용 SW 기초 기술 활용) (3)

대표 이미지 응용 SW 기초 기술 활용

 

인터넷(Internet)

 

1. IP 주소(Internet Protocol Address)

-. IP 주소는 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터 자원을 구분하기 위한 고유 주소 이다. IP 주소는 네트워크 부분의 길이에 따라 다음과 가이 A클래스에서 E클래스까지 총 5단계로 구성된다.

 

2. 서브넷팅(Subnetting)

-. 서브네팅은 할당된 네트워크 주소를 다시 여러 개의 작은 네트워크로 나누어 사용하는 것을 말한다.

-. 서브넷 마스크(Subnet Mask) : 4바이트의 IP 주소 중 네트워크 주소와 호스트주소를 구분하기 위한 비트로 이를 변경하여 네트워크 주소를 여러 개로 분할하여 사용한다.

 

3. IPv6(Internet Protocol Version 6)의 개요

-. IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발되었다. 인증성, 기밀성 데이터 무결성의 지원으로 보안 문제를 해결할 수 있으며, 주소의 확장성, 융통성, 연동성이 뛰어나고 실시간 흐름 제어로 향상된 멀티미디어 기능을 지원한다.

-. Traffic Class(패킷의 클래스나 우선순위를 나타내는 필드), Flow Label(네트워크 상에서 패킷들의 흐름에 대한 특성을 나타내는 필드)을 이용하여 등급별, 서비스별로 패킷을 구분할 수 있어 품질 보장이 용이하다.

-. 기본 헤더 뒤에 확장 헤더를 더함으로써 더욱 다양한 정보의 저장이 가능해져 네트워크 기능 확장이 용이하다.

-. 페킷 크기에 제한이 없고 자동으로 네트워크 환경 구성이 가능하다.

 

4. IPv6의 구성

-. 16비트씩 8부분, 총 128비트로 구성되어 있는데, 각 부분을 16진수로 표현하고 콜론(:)으로 구분한다.

-. IPv6는 다음과 같은 세 가지 주소 체계로 나누어 진다.

1) 유니케스트(Unicast) : 단일 송신자와 단일 수신자 간의 통신(1대 1 통신을 사용)

2) 멀티캐스트(Multicast) : 단일 송신자와 다중 수신자 간의 통신(1대 다 통신에 사용)

3) 애니케스트(Anycast) : 단일 송신자와 가장 가까이 있는 단일 수신자 간의 통신(1 대 1 통신에 사용)

 

---

 

OSI(Open System Interconnection) 참조 모델

-. 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제표준화기구)에서 제안한 통신 규약(Protocol)이다.

 

1. 물리 계층(Physical Layer)

-. 물리 계층은 전송에 필요한 두 장치간의 실제 물리적 전송 매체와 전송 신호 방식을 정의하며, RS-232C, X.21 등의 표준이 있다.

-. 관련장비 : 리피터, 허브

 

2. 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

-. 데이터 링크 계층은 두 개의 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 시스템 간 연결 설정과 유지 및 종료를 담당한다. 즉, 송/수신 측의 속도차이 해결을 위한 흐름제어, 프레임의 동기화, 오류의 검출과 회복, 프레임의 전송 순서 제어 기능을 한다.

-. HDLC, LAPB, LLC, MAC, LAPD, PPP등의 표준이 있으며 관련장비로는 랜카드, 브리지 스위치 등이 있다.

 

3. 네트워크 계층(Network Layer, 망 계층)

-. 네트워크 계층은 시스템들 간의 네트워크 연결을 관리하는 기능과 데이터의 교환 및 중계 기능을 한다. 네트워크 연결을 설정, 유지, 해제하기 위하여 경로 설정(Routing), 데이터 교환 및 중계, 트래픽 제어, 패킷 정보 전송을 수행한다. 즉, 패킷을 최종 목적지까지 전달하는 책음을 지며 X.25, IP 등의 표준이 있다.

-. 관련장비 : 라우터

 

4. 전송 계층(Transport Layer)

-. 전송계층은 OSI 7계층 중 하위 3계층과 상위 3계층의 인터페이스(Interface)를 담당하며, 주소 설정, 다중화(분할 및 재조립), 오류 제어, 흐름 제어를 수행한다.

-. TCP, UDP 등의 표준이 있으며 관련장비로는 게이트웨이가 있다.

 

5. 세션 계층(Session Layer)

-. 세션 계층은 송/수신 측 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당하며, 대화(회화) 구성 및 동기 제어, 데이터 교환 관리 기능을 한다.

 

6. 표현 계층(Presentation Layer)

-. 표현 계층은 응용 계층으로부터 받은 데이터를 세션 계층에 보내기 전에 통신에 적당한 형태로 변환하고, 세션 계층에서 받은 데이터는 응용 계층에 맞게 변환하는 기능을 한다. 서로 다른 데이터 포현 형태를 갖는 시스템 간의 상호 접속을 위해 필요한 계층이다.

 

7. 응용 계층(Application Layer)

-. 응용 계층은 사용자(응용 프로그램)가 OSI환경에 접근할 수 있도록 서비스를 제공한다. 즉, 응용 프로세스 간의 정보 교환, 파일 전송, 가상 터미널 등의 서비스를 제공한다.

 

---

 

네트워크 관련 장비

 

1. 네트워크 인터페이스 카드(NIC, Network Interface Card)

-. 네트워크 인터페이스 카드(이더넷 카드(LAN카드) 혹은 네트워크 어댑터 라고도 한다.)는 컴퓨터와 컴퓨터 또는 컴퓨터와 네트워크를 연결하는 장치로, 정보가 케이블을 통해 전송될 수 있도록 정보 형태를 변경한다.

 

2. 허브(Hub)

-. 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치로, 각 회선을 통합적으로 관리하며, 신호 증폭 기능을 하는 리피터의 역할도 포함한다.

-. 더미 허브(Dummy Hub) : 네트워크에 흐르는 모든 데이터를 다눈히 연결하는 기능만을 제공한다.

-. 스위칭 허브(Switching Hub) : 네트워크상에 흐르는 데이터의 유무 및 흐름을 제어하여 각각의 노드가 허브의 최대 대역폭을 사용할 수 있는 지능형 허브이다.

 

3. 리피터(Repeater)

-. 리피터는 전송되는 신호가 원래의 형태와 다르게 왜곡되거나 양해질 경우 원래의 신호 형태로 재생하여 다시 전송하는 역할을 수행한다. (OSI 7계층의 물리계층에서 동작하는 장비이다.)

 

4. 브릿지(Bridge)

-. 브리지는 LAN과 LAN을 연결하거나 LAN안에서의 컴퓨터 그룹(세그먼트)을 연결하는 기능을 수행한다.

 

5. 스위치(Switch)

-. 브리지와 같이 LAN과 LAN을 연결하여 훨씬 더 큰 LAN을 만드는 장치로, 포트마다 각기 다른 전송 속도를 지원하도록 제어할 수 있고, 수십에서 수백개의 포트를 제공한다. (OSI 참조모델의 데이터 링크 계층에서 사용된다.)

 

6. 라우터(Router)

-. 브리지와 같이 LAN과 LAN의 연결 기능에 데이터 전송의 최적 경로를 선택할 수 있는 기능이 추가된 것이다. (OSI 참조 모델의 네트워크 계층에서 동작하는 장비)

 

7. 게이트웨이(Gateway)

-. 게이트웨이는 전계층(1~7)의 프로토콜 구조가 다른 네트워크의 연결을 수행한다.

 

---

 

프로토콜(Protocol)의 개념

 

1. 프로토콜(Protocol)의 정의

-. 프로토콜은 서로 다른 기기들 간의 데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있도록 표준화 시켜 놓은 통신 규약이다.

 

2. 프로토콜의 기본 요소

-. 구문(Syntax) : 전송하고자 하는 데이터의 형식, 부호화, 신호 레벨 등을 규정

-. 의미(Semantics) : 두 기기 간의 효율적이고 정확한 정보 전송을 위한 협조 사항과 오류 관리를 위한 제어 정보를 규정

-. 시간(Timing) : 두 기기 간의 통신 속도, 메시지의 순서 제어 등을 규정

 

---

 

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

 

1. TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)의 개요

-. TCP/IP는 인터넷에 연결된 서로 다른 기종의 컴퓨터들이 데이터를 주고 받을 수 있도록 하는 표준 프로토콜로, 다음과 같은 기능을 수행하는 TCP프로토콜과 IP프로토콜이 결합된 것을 의미한다.

 

1) TCP(Transmission Control Protocol)

-. OSI 7계층의 전송 계층에 해당되며 패킷의 다중화, 순서제어, 오류제어, 흐름제어, 스트림(Stram)전송 기능, 연결형 통신(송/수신 측 간을 논리적으로 연결한 데이터를 전송하는 방식)서비스를 제공한다.

 

2) IP(Internet Protocol)

-. OSI 7게층의 네트워크 계층에 해당되며, 데이터그램을 기반으로 하는 비연결형(송/수신 측 간에 논리적 연결 없이 데이터를 독립적으로 전송하는 방식)서비스, 패킷의 분해/조립, 주소 지정, 경로 선택 기능을 제공한다.

 

2. TCP/IP의 구조

 

1) 응용 계층의 주요 프로토콜

① FTP(File Transfer Protocol) : 컴퓨터와 컴퓨터 또는 컴퓨터와 인터넷 사이에서 파일을 주고 받을 수 있또록 하는 원격 파일 전송 프로토콜

② DNS(Domain Name System) : 도메인 네임을 IP주소로 매핑(Mapping)하는 시스템

③ HTTP(Hyper Text Transfer Protocol) : 월드 와이드 웹(WWW)에서 HTML문서를 송수신 하기 위한 프로토콜

④ MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) : 발행-구독 기반(예를들어 유튜브 체널 운영자가 메시지를 발행하면 구독자에게만 메시지가 전달되는 방식)의 메시징 프로토콜로, IoT환경에서 자주 사용됨.

 

2) 전송 계층의 주요 프로토콜

① TCP(Transmission Control Protocol)

-. 양방향 연결(Full Deplex Connection)형, 가상 회선 연결(Virtual Circuit Connection) 형태의 서비스를 제공한다.

-. 스트림 위주의 전달(패킷 단위)을 하며, 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능을 제공한다.

 

② UDP(User Datagram Protocol)

-. 데이터 전송 전에 연결을 설정하지 않는 비연결형 서비스를 제공한다. TCP에 비해 상대적으로 단순한 헤더 구조를 가지므로 오버헤드가 적고, 흐름 제어나 순서 제어가 없어 전송 속도가 빠르다.

-. 신뢰성 보다는 속도가 중요시되는 네트워크에서 사용된다.

 

③ RTCP(Real-Time Control Protocol)

-. RTP(Real-time Transport Protocol) 패킷의 전송 품질을 제어하기 위한 제어 프로토콜. 세션(Session)에 참여한 각 참여자들에게 주기적으로 제어 정보를 전송한다.

 

3) 인터넷 계층의 주요 프로토콜

① IP(Internet Protocol)

-. 전송할 데이터에 주소를 지정하고, 경로를 설정하는 기능을 한다.

 

② ICMP(Internet Control Message Protocol, 인터넷 제어 메시지 프로토콜)

-. IP와 조합하여 통신중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로 변경 등을 위한 제어 메시지를 관리하는 역할을 한다.

③ ARP(Address Resolution Protocol, 주소 분석 프로토콜)

-. 호스트의 IP주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속 장치의 물리적 주소(MAC Address)로 바꾼다.

④ RARP(Reverse Address Resolution Protocol)

-. ARP와 반대로 물리적 주소를 IP주소로 변환하는 기능을 한다.

 

4) 네트워크 액세스 계층의 주요 프로토콜

① Ethernet(IEEE 802.3)

-. CSMA/CD 방식의 LAN

② IEEE 802

-. LAN을 위한 표준 프로토콜