TCP/IP와 인터넷 제 1 장 인터넷 개요 및 역사

목차 1.1 인터넷 개요 1.2 OSI 구조 1.3 TCP/IP 구조 (1) 인터네트워킹 장비 (2) TCP/IP 프로토콜

1.1 인터넷 개요 인터넷의 역사 연도 내 용 1969.9. 2 ARPANet(Advanced Research Projects Agency : ARPA) 개통 : 스탠포드연구소(SRI)-UC 산타바바라-UCLA-Utah 대학 1972 E-mail 프로그램 개발, Telnet 표준안(RFC 318) 1973 FTP 표준안(RFC 454) 1977 Mail 표준안(RFC 733) 1979 Usenet(User’s Network) 시작 1982 TCP/IP 도입(인터넷 개념 정립) 1983 ARPAnet이 ARPAnet과 MILNet으로 분리, 인터넷 시작 1984 DNS(Domain Name System) 제시 1986 NNTP(Network News Transfer Protocol) 개발

1.2 OSI 구조 OSI 참조 모델

1.2 OSI 구조 물리계층 데이터를 물리 매체 상으로 전송하는 역할 물리적 링크의 설정, 유지, 해제 담당 사용자 장비와 네트워크 종단 장비 간의 물리적, 전기적 인터페이스 규정 전송선로의 종류에 따른 전송 방식과 인코딩 방식 결정

1.2 OSI 구조 데이터 링크 계층 물리 계층에서 전송하는 비트들에 대한 동기 및 식별 기능 원활한 데이터의 전송을 위한 흐름제어(Flow Control) 기능 안전한 데이터 전송을 위한 오퓨 제어(Error Control) 기능 헤더와 트레일러 이용 헤더필드에는 송신지/수신지 주소 포함 트레일러에는 오류 검출 코드 포함

1.2 OSI 구조 네트워크 계층 전송 계층 송신측과 수신측간의 논리적 링크 설정 상위 계층 데이터를 패킷으로 분할 전송 계층을 기점으로 네트워크 서비스와 상위 사용자 서비스 구분됨 전체 메시지의 종단간 전달 흐름 제어 및 오류 제어 기능

1.2 OSI 구조 세션 계층 표현 계층 응용 계층 송수신 프로세스 사이의 세션의 확립 및 유지, 종료 담당 반이중 대화, 전이중 대화의 설정 및 동기화 유지 표현 계층 전송 데이터의 구문과 의미에 대한 처리를 담당 통신을 위해 네트워크 표준 형식으로 데이터 변환 응용 계층 응용 프로세스에게 네트워크 접근 수단 제공

1.2 OSI 구조 캡슐화 역캡슐화

1.2 OSI 구조 계층간의 통신

1.2 OSI 구조 계층간의 통신 요소 통신 요소 정의 SDU N+1 계층에 의해서 N계층과 N-1계층으로 투명하게 전달되는사용자 데이터 PCI 네트워크의 다른 동등 계층으로 보내지는 정보이며 동등 계층에게 어떤 기능을 수행하도록 지시하는 헤더 PDU SDU 와 PCI의 결합체 ICI 서비스를 호출하기 위해서 N과 N-1계층 사이에서 전달되는 임시 파라미터 IDU 계층 경계를 통과하여 전달되는 전체 정보

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 리피터 OSI 참조 모델의 물리계층에서 동작하는 장비 전기나 광 신호를 증폭하는 기능을 수행 오류 신호도 같이 증폭한다는 단점이 있음 리피터에 의해 연결된 네트워크는 완전히 하나의 네트워크로 동작한다.

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 허브(Hub) 가까운 거리의 컴퓨터들을 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블을 사용하여 상호 연결하는 네트워크 장비이며 신호를 증폭하는 리피터의 역할도 한다 허브의 종류에는 더미 허브, 인텔리전트 허브, 그리고 스택커블 허브가 있다. 더미 허브는 호스트간을 연결시켜 주는 일반적인 기능을 수행하며 단순히 수신한 데이터를 허브의 다른 모든 포트로 전달한다. 인텔리전트 허브는 더미 허브의 기능에 네트워크 관리 기능을 추가한 허브를 말한다. 스택커블 허브는 캐스케이드(Cascade) 케이블을 이용하여 여러 대의 허브를 하나로 묶을 수 있다.

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 브리지(Bridge) 브리지는 OSI 데이터링크 계층에서 동작하는 네트워크 장비 한 포트에서 수신한 모든 프레임을 일단 버퍼에 저장하였다가 오류가 발생하지 않은 프레임만을 선택하여 목적지로 전달 다른 포트를 목적지로 하는 프레임만을 전달하고 동일한 포트 내에서 송수신되는 프레임은 다른 포트로 전달하지 않음 브리징 알고리즘에 따라 투명 브리지(Transparent Bridge)와 소스 루트 브리지(Source Route Bridge)로 나뉨

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 투명 브리지(Transparent Bridge) 수신된 프레임은 일단 버퍼에 저장되고 프레임의 목적지 필드에 따라 FDB(Forwarding Data Base)를 참조하여 전달경로 결정 수신한 프레임의 송신 주소와 포트 정보를 저장하고, 프레임의 목적지 주소가 FDB에 존재하면 테이블에 기록된 데로 프레임을 전달하고, 그렇지 않으면 프레임을 수신한 포트를 제외한 나머지 모든 포트로 프레임을 전송한다.

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 소스 루트 브리지(Source Route Bridge) 방식에서 호스트는 목적지까지의 도달 경로를 알기위해 경로 탐색 프레임(route discovery frame)을 사용 경로 탐색 프레임을 이용하여 경로를 발견하는 방법은 경로 계산 주체에 따라서 두 가지 방법으로 구분됨 첫 번째 방법은 경로 탐색 프레임을 송신한 호스트가 경로 탐색 응답 프레임으로부터 경로를 유출함 두 번째 방식은 경로 탐색 프레임을 수신한 목적지 호스트에서 적절한 경로를 송신 호스트에 알려 줌

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 스위치 고속으로 프레임을 전달하기 위해 개발됨. 초기 스위치는 데이터링크 계층의 주소를 이용해 동작하므로 L2 스위치 또는 이더넷 스위치라고도 불리며, 브리지처럼 여러 네트워크간의 고속 스위칭 서비스를 제공 스위치는 동작 방식에 따라 Cut-Through, Interim Cut-Through, 그리고 Store-And-Forward 스위칭 방식으로 구분됨

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 스위치(Cut-Through 방식) 프레임을 오류검사 없이 목적지 포트로 전달함으로써 프레임의 대기시간과 전달 시간을 최소화함 Cut-through 스위치는 Store-and Forward 방식에 비해 대기시간이 1/20 밖에 되지 않음 전체 프레임이 수신되기 전에 중계를 함으로써, 프레임의 최소 규격(64바이트)보다 작은 런트(runt) 프레임과 오류가 발생한 프레임을 검출할 수 없다는 단점이 있음

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 스위치(Interim Cut-Through 방식) 먼저 수신 프레임의 시작 부분부터 버퍼(FIFO)에 저장하기 시작하여 저장된 프레임의 길이가 64 바이트 이하인 경우에는 프레임을 삭제한다 런트 프레임은 처리할 수 있지만, 오류가 발생한 프레임은 여전히 처리하지 못하며 기존 Cut-Through 스위치의 혼잡 문제 또한 해결할 수 없다.

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 L3 스위치 네트워크 계층의 정보를 이용하여 고속의 패킷 처리를 수행 스위칭 이외의 필터링이나 대역 제한 기능을 축소 패킷 처리 모듈을 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)또는 NP(Network Processor)로 구현 장비를 구성하는 각 모듈에 메모리와 CPU(Central Processing Unit), 그리고 ASIC를 따로 두어 부하를 분산

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 L4/L7 스위치 L4/L7 스위치는 기존의 L2, L3 스위치와는 다른 개념의 스위치 L4/L7 패킷전달 과정에서 네트워크나 서버의 효율을 고려함 SLB(Server Load Balancing) 기능을 수행함

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 L4/L7 스위치 SLB의 변형된 형태로 DSR(Direct Server Return)과 GSLB(Global SLB)가 있음 , DSR의 경우에서는 네트워크계층의 패킷의 변화 없이 직접 실서버로 전달됨. GSLB에서는 클라이언트의 빠른 응답과 가용성 확보를 위해 실서버를 공간적으로 분산 배치하여 부하 분산 기능을 수행

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 L7 스위치 TCP/UDP(Transmission Control Protocol/User Datagram Protocol) 헤더 및 데이터 분석 HTTP URL(HyperText Transfer Protocol Uniform Resource Locator) 기반의 패킷 스위칭 수행 세션별, 사용자별, 혹은 응용별 QoS 정책 분석 L7 스위치는 기본적인 L2, L3 스위치 기능을 포함하며 부분적으로 L4 스위치 기능을 지원한

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 라우터 기능 설명 최적 경로 선택 패킷의 목적지 주소를 기반으로 최적의 경로를 선택하여 인접 라우터로 패킷을 전달한다. 이를 위해 라우터는 라우팅 테이블을 관리하며 목적지 주소를 라우팅 테이블에서 발견할 수 없다면 디폴트 라우터(Default Router)로 전송한다 세그먼트의 분리 하나의 네트워크를 여러 개의 세그먼트로 분리 하기 위하여 방송 트래픽 차단 기능을 수행한다. 이종 네트워크간의 연결 수신측 호스트와 송신측 호스트가 서로 다른 네트워크 프로토콜을 사용하는 경우, 다중 프로토콜 라우터를 이용하여 연동할 수 있다. 예를 들어, 라우터는 이더넷 프레임의 목적지 주소를 적절하게 바꾸어 토큰링, ATM(Asynchronous Transfer Mode)과 같은 이종의 네트워크로 전달 할 수 있다.

1.3 TCP/IP 구조 – 인터네트워킹 장비 게이트웨이 서로 다른 프로토콜을 사용하는 네트워크의 상호 연동을 위해 프로토콜을 변환해주는 네트워크 장비 게이트웨이는 OSI 참조 모델의 모든 계층에 대해서 동작하는 네트워크 장비 두 개의 완전히 다른 네트워크 사이의 데이터 형식을 변환하는 기능을 수행 여러 단계의 프로토콜 변환기능을 수행하므로 네트워크 병목 현상을 일으키는 원인이 될 수 있음

1.3 TCP/IP 구조 – TCP/IP 프로토콜 TCP/IP 프로토콜 계층

1.3 TCP/IP 구조 – TCP/IP 프로토콜 TCP/IP 계층별 역할 계층 설명 물리 계층 전송 매체, 전송률, 신호의 인코딩 방식에 관한 특성을 정의한다 데이터링크 계층 전송 매체에 프레임을 송수신 하는 역할을 담당한다 네트워크 계층 IP는 호스트 네트워크 주소를 관리하고, 패킷을 라우팅하는 역할을 수행 한다. ARP(Address Resolution Protocol)는 네트워크 호스트들의 하드웨어 주소를 얻는데 사용되며 ICMP(Internet Control Message Protocol)는 패킷 전송에 관한 오류 메시지를 처리를 담당한다. 전송 계층 종단 간 통신 서비스 제공을 담당한다. 전송 계층에는 2개의 프로토콜이 있으며 TCP와 UDP가 바로 그것이다. 연결 지향형(Connection-oriented) TCP는 데이터의 확실한 전송이 필요한 경우 사용되며 UDP는 데이터의 정확한 전달을 보장하지 않는다. 응용 계층 응용 프로그램이 네트워크에 접근 가능하도록 인터페이스 기능을 수행한다.