Network 네트워크 기초이론 및 실습 Networking의 기본 개념 1장

Contents 1 OSI 7 LAYER 2 Internetworking의 개념 Internetworking 장비 3 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer ISO와 OSI OSI 1. OSI 7 Layer의 개념 ISO International Organization for Standardization 1947년에 설립된 국제 표준을 제정하는 다국적 기관 이기종 컴퓨터간의 통신기능을 7계층으로 구분하여 각 계층마다 표준화된 서비스와 프로토콜을 규정 OSI Open System Interconnection 이기종 컴퓨터 간의 통신 시 네트워크 구조에 상관없이(개방형) 통신을 할 수 있도록 국제 표준인 OSI(개방 시스템 상호연결) 모델을 제안 OSI 모델의 목적은 기본적인 하드웨어와 소프트웨어의 논리적인 변경 없이 시스템간의 통신을 개방하는 것 각각 특정 기능을 수행하는 7개의 서로 다른 계층으로 물리(1계층), 데이터 링크(2계층), 네트워크(3계층), 전송(4계층), 세션(5계층), 표현(6계층), 응용(7계층)으로 구성 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer OSI 계층 모델의 사용 목적 사용자가 장비를 쉽게 사용할 수 있다 모듈화를 통해 사용자가 이해하기 쉽다 이기종 하드웨어나 소프트웨어간의 통신을 지원한다 효율적으로 장비를 개발할 수 있다 장비 개발을 위한 표준을 제공한다 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer OSI 계층별 기능 [그림] 각 계층별 핵심 기능 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer 2. Encapsulation과 Decapsulation 계층의 구성 헤더 각 계층의 헤더에는 각 계층의 기능과 관련된 정보가 포함됨 송신측은 헤더를 생성하여 추가하고, 수신측의 해당 계층이 이 헤더 사용 데이터 단위 데이터를 전송하기 위해서 데이터에 헤더와 트레일러를 붙여 전송하는 데이터를 전송하는 기본 단위 상위 계층에서 전송을 원하는 데이터인 SDU(Service Data Unit)에 제어 정보인 PCI(Protocol Control Information)을 추가한 것 제어 정보에는 흐름 제어 정보, 에러 제어 정보, 주소 정보 등이 포함 서비스 데이터 단위(SDU) 상위 계층 혹은 하위 계층 사이에 주고받는 것 프로토콜 데이터 단위(PDU) 같은 계층 사이에서 주고받는 것 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer OSI 모델의 데이터 전송 [그림] OSI 모델에서의 데이터 전송(송신측) - Encapsulation 과정 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer [그림] OSI 모델에서의 데이터 전송(수신측) - Decapsulation 과정 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer OSI 모델을 이용한 교환 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer Peer-to-Peer Communication [그림] 이기종 시스템 간의 데이터 전송 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer 3. OSI 7 Layer의 기능과 동작 물리 계층(Physical Layer) - 1 계층 정의 및 특성 두 시스템 간의 데이터 전송을 위해 링크를 활성화하고 관리하기 위한 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성 등을 정의 허브, 라우터, 네트워크 카드, 케이블 등의 전송매체를 통해 비트(Bit)들을 전송 상위 계층인 데이터링크 계층에서 형성된 데이터 패킷을 전기신호 또는 광신호로 변환하여 송수신 OSI 모델의 최하위 계층에 속하며, 상위 계층에서 전송된 데이터를 물리 매체를 통해 다른 시스템에 전기적 신호를 전송한 랜카드, 케이블, 허브, 라우터와 같은 물리적인 것과 데이터 전송을 위해 사용하는 전압이 물리 계층에 속함 [그림] 물리 계층 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer 데이터 링크 계층(Data Link Layer) - 2 계층 정의 및 특성 물리적 링크를 통해 데이터를 신뢰성 있게 전송하는 계층 하위 계층에 속하며 물리 계층의 바로 위에 위치 네트워크를 통해서 데이터가 전송될 때 전송로 역할을 함 비트들을 프레임(Frame)이라는 논리적 단위로 구성 전송하려는 데이터에 인접하는 노드(시스템)의 주소가 더해짐 이 주소는 최종 수신지의 주소가 아니라 전송되는 다음 노드의 주소가 됨 시스템 간에 오류 없는 데이터 전송을 위하여 네트워크 계층에서 받은 데이터 단위(패킷)를 프레임으로 구성하여 물리 계층으로 전송 [그림] 데이터 링크 계층 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer 네트워크 계층(Network Layer) - 3 계층 정의 및 특성 패킷을 송신측으로부터 수신측으로 전송 데이터가 출발지에서 목적지까지 가는 최적 경로를 찾아주는 역할 상위 계층에 연결하는 데 필요한 데이터 전송과 경로 선택 기능을 제공 라우팅 프로토콜을 사용하여 최적의 경로를 선택 데이터가 전송될 수신측의 주소를 찾고 수신된 데이터의 주소를 확인하여 내 것이면 전송 계층으로 전송 데이터를 패킷(Packet) 단위로 분할하여 전송한 후 재결합 데이터 링크 계층이 인접하는 두 개의 노드 간의 전송을 담당하는 반면, 네트워크 계층은 각 패킷이 송신지에서부터 최종 수신지까지 정확하게 전송되도록 경로를 책임짐 [그림] 네트워크 계층 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer 네트워크 계층 제공 서비스 스위칭 : 네트워크 전송을 위해 물리 링크들을 임시적으로 연결하여 보다 긴 링크를 만드는 것 라우팅 : 송신지에서 수신지로 패킷을 보낼 때 다양한 경로 중에서 가장 좋은 경로를 선택하는 것을 의미 데이터가 출발지에서 목적지까지 가는 최적 경로를 찾아주는 역할 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer 전송 계층(Transport layer) - 4 계층 정의 및 특성 프로토콜(TCP, SPX 등)과 관련된 계층으로, 오류 복구, 흐름 제어 담당 네트워크 계층에서 지정한 출발지와 목적지 시스템간의 최적 경로를 이용해서 데이터를 효율적으로 전송함 시스템 종단 간에 투명한 데이터 전송을 양방향으로 행하는 계층 송신측 : 데이터를 패킷으로 분할 수신측: 다시 결합하여 순서대로 재조립 즉, 2개의 프로세스 간의 데이터 전송을 위해 세션 계층에서 받은 데이터를 패킷 단위로 분할하여 네트워크 계층으로 전송 [그림] 전송 계층 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer TCP (Transmission Control Protocol) 연결 지향형 프로토콜 불안정한 물리적 특성을 지닌 네트워크에서도 안정적 순차적인 전송을 보장 데이터 전송이 실패했을 때 재전송 UDP (User Datagram Protocol) 비연결 지향형 프로토콜 안정도가 떨어짐 데이터 전송 후 확인 과정이 없음 흐름 제어가 없음 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer 세션 계층(Session Layer) - 5 계층 정의 및 특성 응용 프로그램에서의 세션 수립/관리/해제를 맡으며, 데이터베이스 서버와 클라이언트간의 통신이나 메신저와 같은 프로그램에서의 출발지와 목적지간의 세션 관리 NFS, SQL, RPC, ASP, SCP, X-window [그림] 세션계층의 주요기능 [그림] 세션 계층 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer 표현 계층(Presentation Layer) - 6 계층 정의 및 특성 응용 프로그램에서 사용하는 데이터의 형식, 암호화, 압축 등을 담당하는 계층 ASCII, EBCDIC, TXT, JPEG, GIF, TIFF, PICT, MID, MPEG, AVI [그림] 표현 계층의 주요기능 [그림] 표현 계층 네트워크 기초이론 및 실습

OSI 7 Layer 응용 계층(Application Layer) - 7 계층 정의 및 특성 우리가 흔히 사용하는 프로그램 : FTP, 웹 브라우저, 워드프로세스 등 [그림] 응용 프로그램 계층의 주요 기능 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking의 개념 인터네트워킹(Internetworking) 독립적으로 움직이는 개개의 네트워크간의 접속(통신)을 의미 각자의 다른 Network를 연결하기 위해 Internet에서는 TCP/IP 라는 통신 Protocol을 사용하여 Internetworking을 함 인터네트워킹을 위한 장비 리피터, 브리지, 라우터, 게이트웨이 등 물리계층 – 신호의 증폭만을 통해 데이터를 전송하는 리피터 데이터링크 계층 – 브리지를 통하여 세그먼트간의 필터링 기능을 제공 ( 단, 네트워크를 구분하지 못함 ) 네트워크 계층 – 라우터를 통하여 네트워크를 구분하고 데이터가 전송될 최적의 경로를 결정하여 전송해 주는 기능을 수행 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 1) Twisted Pair 1. Cable 아날로그 신호와 디지털 신호에 가장 흔히 쓰이는 케이블 두 가닥의 절연된 구리선이 균일하게 서로 감겨있는 형태 UTP Cable 4쌍(8가닥)으로 된 Cable로 Data 통신용으로 많이 사용 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 Internetworking에서의 Cable 사양 사용 용도에 따라 Straight-Through Cable과 Cross-Over Cable로 구분 Straight-Through Cable Cross-Over Cable 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 2) Coaxial Cable (동축케이블) Twisted Pair 보다 폭넓은 Data 전송능력을 제공 주요 용도 – 장거리 전화, 텔레비전 분배, LAN 등에 사용 [그림] 동축 케이블의 구조 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 3) Optical Fiber (광케이블) 장거리 통신용으로 많이 사용 다른 케이블에 비해 Data 전송 능력이 훨씬 좋음 구분 – Multi mode, Single Mode [그림] 광 케이블의 구조 [그림] 싱글모드/멀티모드 광 케이블의 광 신호 – Multi mode : 코어가 더 넓기 때문에 복수의 광신호가 코어를 통과 – Single Mode : 코어의 폭이 좁기 때문에 하나의 광신호만이 코어를 통과 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 접속 장치와 OSI 모델 2. Modem [그림] OSI 7계층과 접속 장치 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 Modem 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꿔 보내는 장치 전송기(Transmitter)와 수신기(Receiver)를 하나로 합한 장비 내장형 트랜시버와 외장형 트랜시버로 구분 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 랜카드 3. NIC 랜카드(LAN 어댑터, NIC(Network Interface Card)) 랜카드 자체는 물리 계층, 드라이버를 포함하면 데이터 링크 계층에서 작동 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 리피터 (1계층) 4. Repeater 물리적인 신호를 다시 증폭해주는 역할 Network Segment 길이를 연장 시키는 역할 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 브리지 5. Bridge 복수의 네트워크 세그먼트를 연결하거나 패킷을 전송 이더넷과 토큰링(Token ring) 네트워크를 연결 2계층을 기초로 Frame을 Filtering하는 기능 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 라우터 6. Router 서로 다른 방식의 네트워크 간의 접속 복수의 네트워크간의 데이터 전송 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 Static vs. Dynamic Routing 정적 라우팅 관리자가 모든 네트워크 연결 상태를 알고 있어서 가는 경로가 여러 개더라도 한 가지 경로로 고정하는 방식 네트워크 변경 사항이 발생할 때 수동으로 직접 라우팅 테이블을 고쳐주어야 하는 큰 단점 동적 라우팅 라우터가 네트워크 연결 상태를 스스로 파악하여 최적의 경로를 선택해 전송하는 방식 동적 라우팅은 네트워크 연결 형태가 변경되어도 자동으로 문제가 해결될 수 있다는 큰 장점 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 Link vs. Distance Vector 거리 백터 라우팅 거리 벡터 기반의 알고리즘들은 주기적으로 라우팅 테이블 정보를 인접한 다른 라우터에 알려줌 각각의 라우터는 직접 연결된 인접 라우터로부터 라우팅 테이블 정보를 받음 RIP(Routing Information Protocol) 방식 링크 상태 라우팅 링크 상태 라우팅은 전체 네트워크의 모든 라우터에 대한 정보를 가짐 링크 상태 라우팅은 다음 같은 구성 요소 정보를 이용 LSA(Link State Advertisement) , 토폴로지와 데이터베이스 SPF 알고리즘과 SPF 트리 개별 네트워크로 가는 경로, 포트에 대한 라우팅 테이블 OSPF(Open Shortest Path First) 방식 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 허브 7. HUB, Switch 허브 (멀티포트 리피터) 장점 : 저렴한 비용으로 쉽게 여러 호스트를 연결할 수 있음 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 스위치 브리지: 소프트웨어 기반 스위치(멀티포트 브리지, Switch)의 특징 브리지: 소프트웨어 기반 스위치 : 하드웨어 기반(ASIC), VLAN(Virtual LAN) 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 허브 스위치 ￭ 스위치와 달리 목적지 주소, 발신지 주소에 대한 개념을 갖고 있지 않다.   ￭ 포트로 수신된 데이터를 자신의 모든 포트로 다시 브로드캐스팅하는 형태로 데이터를 전달한다. ￭ 허브에 연결되어 있는 모든 클라이언트는 허브가 보내는 모든 데이터를 듣고, 자신한테 전달되는 데이터인지 확인하고 받아들일 것인지 무시할 것인지 결정한다. ￭ 호스트 수가 많아지거나 데이터 전송량이 많아지면 많은 문제를 일으킨다. MAC 주소를 기반으로 데이터를 전송한다. 유니케스트 프레임의 경우 모든 포트로 데이터를 보내지 않는다. VLAN을 지원한다. 호스트 수가 많아 져도 효율적으로 데이터를 전송할 수 있다. 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 L3 스위치 네트워크 계층을 지원하는 이더넷 스위치 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 공유기 라우터와 비슷, 스태틱 라우팅만 지원 복수의 컴퓨터에서 네트워크 사용하게 해줌 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 L4 스위치 트랜스포트 계층을 기반으로 패킷을 분류하고 경로를 제어하는 점은 L2, L3 스위치와 동일 트랜스포트 계층에서 발생하는 세션을 관리하고, 포트 번호로 세션을 관리하기 위한 패킷 조작이 차이점 네트워크 기초이론 및 실습

Internetworking장비 L7 스위치 트래픽 부하 분산 이외에 보안, QoS 지원 기능 있음 바이러스나 웜 등의 네트워크 공격과 해킹을 차단함 네트워크 기초이론 및 실습

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