CS : PDU / 네트워크 프로토콜 / 캡슐화 등

PDU란?

네트워크의 어떠한 계층에서 계층으로 데이터가 전달될떄 한 덩어리의 데이터 단위를 프로토콜 데이터 유닛이라고 합니다

 

Protocol Data Unit 의 구성 제어 관련 정보들이 포함된 헤더 데이터를 의미하는 페이로드로 구성되어 있습니다

 

PDU의 명칭 계층마다 부르는 명칭이 다릅니다  

애플리케이션 계층에서는 메세지 전송 계층에서 TCP는 세그먼트, 

UDP는 데이터그램 인터넷 계층에서는 패킷 

링크 : 데이터 링크 계층에서는 프레임. 물리 계층에서는 비트입니다.  

그래서 HTTP 헤더를 까보면 모두 문자열입니다.

PDU 효율?

가장 아래 계층인 비트로 송수신하는것이 모든 PDU 중 가장 빠르고 효율성이 높으나 APPLICATION 계층에서는 string을 기반으로 송수신을 합니다.  헤더에 authorization값 등 다른 값들을 넣는 확장이 쉽기 때문입니다.

internet protocol suite는?

인터넷에서 컴퓨터들이 정보를 주고받는데 쓰이는 프로토콜의 집합이며, 이를 TCP/IP 4계층이나 OSI 7계층으로 설명합니다.

 

TCP/IP는?

트랜스미션 컨트롤 프로토콜 / 인터넷 프로토콜의 약자이며   프로토콜의 네트워킹 범위에 따라 4개의 추상화 계층  애플리케이션 / 전송 / 인터넷 / 링크  으로 구분됩니다  애전인링  

 

전송 계층인 TCP를 UDP로 변경?

특정 계층이 변경되었을 시에 다른 계층이 영향받지 않도록 설계됩니다.  전송 계층인 TCP를 UDP로 변경했다고 해서 웹 브라우저를 다시 설치할 필요는 없습니다

FTP?

장치와 장치 간의 파일을 전송하는데 사용되는 표준 통신 프로토콜   File Transfer Protocol

 

SSH?

보안되지 않은 네트워크에서 네트워크 서비스를 안전하게 운영하기 위한 암호화 네트워크 프로토콜   Secure Shell, SSH원격지의 셸에 접속하기 위해 사용되는 네트워크 프로토콜.

HTTP?

world wide web을 위한 데이터 통신의 기초이자 웹 사이트를 이용하는데 쓰이는 프로토콜   Hypertext Transfer Protocol

 

SMTP

전자 메일 전송을 위한 인터넷 표준 통신 프로토콜   Simple Mail Transfer Protocol

 

DNS?

도메인 네임과 IP 주소를 매핑해주는 서버  IP가 바뀌어도 사용자들에게 똑같은 주소로 서비스 가능

 

애플리케이션 계층이란?

TCP/IP의 최상위 계층으로  HTTP, DNS, FTP, SSH, SMTP 등 응용 프로그램이 사용되는 프로토콜 계층이며   웹 서비스, 이메일 등 서비스를 실질적으로 사람들에게 제공하는 층입니다.

transport 계층에 대해 설명하시오

전송 계층은 TCP/IP 중 두번째 계층으로 애플리케이션과 인터넷 계층 사이의 데이터가 전달될 떄 중계 역할을 합니다.  TCP와 UDP가 존재하며, 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공합니다.   연결 지향 데이터 스트림 지원,  신뢰성,  흐름 제어를 제공합니다.

TCP의 UDP의 차이는?

TCP는 가상회선 패킷 교환방식이며 패킷 사이의 순서가 보장됩니다.  UDP는 순서를 보장하지 않고 수신 여부를 확인하지 않으며 단순히 데이터만 주고 끝이 납니다. 데이터그램 패킷 교환 방식입니다

가상회선 패킷 교환 방식에 대해 설명해주세요

각 패킷에 가상회선 식별자가 포함됩니다.  패킷은 전송 순서대로 도착하고 모든 패킷을 전송하면 가상회선이 해제됩니다.   전송 계층의 TCP가 사용하는 방식입니다.

데이터그램 패킷 교환 방식에 대해 말해주세요

패킷이 독립적으로 이동하며, 알아서 최적의 경로를 선택해서 갑니다.  하나의 메세지에서 분할된 여러 패킷은 서로 다른 경로로 전송될 수 있으며 도착한 수서가 다를 수 있습니다.

SYN은 무엇인가요?

싱크로니제이션의 약자이며, 연결 요청 플래그를 말합니다/

ACK는?

ACKnowledgement의 약자이며 응답 플래그를 말합니다.

ISN?

이니셜 시퀀스 넘버스의 약어로 초기 네트워크 연결을 할 때 할당된 32비트 고유 시퀀스 번호입니다.

TCP 연결 성립 과정에 대해 알려주세요

TCP는 신뢰성을 확보할때 3-way 핸드쉐이크라는 작업을 진행합니다.  둘 다 닫혀있습니다.  SYN단계 : 클라이언트는 서버에 클라이언트의 ISN을 담아 SYN을 보냅니다. ISN은 새로운 TCP 연결의 첫 번째 패킷에 할당된 임의의 시퀀스 번호이며 장치마다 달라집니다.  SYN + ACK 단계 : 서버는 클라이언트의 SYN을 수신하고 서버의 ISN을 보내며 승인번호로 클라이언트의 ISN+1을 보냅니다  ACK단계 : 클라이언트는 서버의 ISN+1 이라는 승인번호를 담아 ACK를 서버에 보냅니다.  이렇게 3-way hanshake 과정 이후 신뢰성이 구축되고 데이터 전송을 시작합니다. UDP는 이 과정이 없어서 신뢰성이 없는 계층이라고 합니다

TCP가 연결 해제하는 과정을 알려주세요

TCP가 연결을 해제할떄는 4-way 핸드쉐이크 과정이 발생합니다.  클라이언트와 서버 모두 열려있습니다.  1 : 클라이언트가 연결을 닫으려고 할 떄 FIN으로 설정된 세그먼트를 보냅니다. 클라이언트는 FIN_WAIT_1 상태로 들어가고 서버의 응답을 기다립니다.  2 : 서버는 클라이언트로 ACK라는 승인 세그먼트를 보냅니다. 그리고 CLOSE_WAIT 상태에 들어갑니다. 클라이언트가 세그먼트를 받으면 FIN_WAIT2 상태에 들어갑니다.  3 : 서버는 ACK를 보내고 일정시간 이후 클라이언트에 FIN이라는 세그먼트를 보냅니다.  4 : 클라이언트는 TIME_WAIT 상태가 되고 다시 서버로 ACK를 보내서 서버는 CLOSED 상태가 됩니다. 이후 클라이언트는 어느 정도의 시간을 대기한 후 연결이 닫히고 클라이언트와 서버의 모든 자원의 연결이 해제됩니다.

TIME_WAIT란?

소켓이 바로 소멸되지 않고 일정 시간 유지되는 상태를 말하며 지연 패킷 등의 문제점을 해결하는 데 쓰입니다. 우분투는 60초, 윈도우는 4분으로 설정되어 있으며 O/S마다 조금씩 다릅니다

DATA INTEGRITY

데이터 무결성은 데이터의 정확성과 일관성을 유지하고 보증하는 것입니다

TCP 4 way handshake시 TIME_WAIT가 일어나는 이유

1 : 지연 패킷이 발생할 경우 대비 : 패킷이 뒤늦게 도달한다면 무결성 문제 방지 

2 : 두 장치가 연결이 닫혔는지 확인하기 위해서 : 

LAST_ACK 상태에서 닫히게 되면 다시 새로운 연결을 하려고 할 떄 장치는 LAST_ACK로 되어 있기 떄문에 접속 오류가 나타난다

인터넷 계층?

장치로부터 받은 네트워크 패킷을 IP주소로 지정된 목적지로 전송하기 위해 사용되는 계층입니다.  IP / ARP / ICMP 등이 있으며 패킷을 수신해야 할 상대의 주소를 지정하여 데이터를 전달합니다.  상대방이 제대로 받았는지에 대해 보장하지 않는 비연결형적인 특징을 가집니다.

 

링크 계층?

TCP / IP의 최하단 계층으로   전선, 광섬유, 무선 등으로 실질적으로 데이터를 전달하며 장치 간의 신호를 주고받는 '규칙을 정하는 계층입니다.'  네트워크 접근 계층이라고 합니다.

링크 계층을 다시 두 가지로 나누면?

물리 계층과 / 데이터 링크 계층으로 나눌 수 있습니다.  물리 계층은 무선 LAN과 유선 LAN을 통해 1과 0으로 이루어진 데이터를 보내는 계층을 말하며,  데이터 링크 계층은 '이더넷 프레임'을 통해 에러 확인, 흐름 제어, 접근 제어를 담당하는 계층을 말합니다/

 

MAC 주소? 컴퓨터나 노트북 등 각 장치에는 네트워크에 연결하기 위한 LAN카드가 있는데 이를 구별하기 위한 식별번호를 말한다 6바이트(48비트)로 구성된다

유선랜과 전이중화 통신에 대해 말하라

full duplex 통신은 양쪽 장치가 동시에 송수신할 수 있는 방식을 말합니다. 송신로와 수신로로 나눠서 데이터를 주고받으며 현대의 고속 이더넷은 이 방식을 기반으로 통신하고 있습니다.

유선 LAN의 케이블?

TP 케이블이라고 하는 트위스트 페어 케이블과 광섬유 케이블이 대표적입니다

TP 케이블?

여덟 개의 구리선을 두 개씩 꼬아서 묶은 케이블을 지칭합니다.  실드 처리하지 않고 덮은 UTP 케이블과 실드 처리하고 덮은 STP 케이블로 나눠집니다  

우리가 많이 볼 수 있는 케이블은 UTP 케이블로 ㅣLAN선이라고 합니다  LAN 케이블을 꽃을 수 있는 커넥터는 RJ-45

무선LAN과 반이중화 통신에 대해 말하여라

무선랜은 수신과 송신에 같은 채널을 사용하기 떄문에 반이중화 통신을 사용합니다.  half duplex는 동시에 통신하지 않고 한 번에 한 방향만 통신할 수 있는 방식을 말합니다.  다른 쪽의 전송이 완료될 떄까지 기다려야 하며, 둘 이상의 장치가 동시에 전송하여 메세지 손실 혹은 왜곡되지 않기 위해 충돌 방지 시스템이 필요합ㄴ디ㅏ

CSMA / CA

반이중화 통신 중 하나로 장치에서 데이터를 보내기 전에 일련의 과정을 기반으로 사전에 충돌을 방지하는 방식 중 하나입니다.  채널 감지 - 유휴 채널 발견 프레임간 공간 시간인 IFS(InterFrame Space) 시간만큼 기다립니다.

 

무선 LAN을 이루는 주파수

WLAN : Wireless Local Area Network는 무선 신호 전달 방식을 이용하여 2대 이상의 장치를 연결하는 기술입니다  2.4GHz or 5GHz 대역 중 하나를 써서 구축합니다.  전자는 장애물에 강하지만 전자레인지, 무선 등 전파 간섭이 일어날 수 있어서 5GHz는 사용할 수 있는 채널 수가 많고 동시 사용 가능해서 후자 선호

 

wi-fi :

전자기기들이 무선 LAN 신호에 연결할 수 있게 하는 기술입니다  무선 접속 장치인 AP : access point, 공유기가 있어야하며  공유기는 유선 LAN에 흐르는 신호를 무선 LAN 신호로 바꾸어 줍니다.  지그비, 블루투스 등도 있습니다

BSS?

베이직 서비스 셋은 기본 서비스 집합을말하며  단순 공유기를 통해 네트워크에 접속하는 것이 아닌 동일 BSS 내에 있는 AP들과 장치들이 서로 통신이 가능한 구조를 말합니다.  근거리 무선 통신을 제공하고, 하나의 AP만을 기반으로 구축이 되어 있어 사용자가 한 곳에서 다른 곳으로 자유롭게 이동하며 네트워크에 접속하는 것은 불가합니다.

ESS는?

extended Service set는 하나 이상의 연결된 BSS 그룹입니다.   장거리 무선 통신을 제공하며 BSS보다 더 많은 가용성과 이동성을 지원합니다.  즉 사용자는 한 곳에서 다른 장소로 이동하며 중단 없이 네트워크를 지속 이용할 수 있습니다

 

이더넷 프레임?

데이터 링크 계층은 이더넷 프레임을 통해 전달받은 데이터의 에러를 검출하고 캡슐화하여 다음과 같은 구조를 가집니다.  

Preamble : 이더넷 프레임이 시작임을 알립니다. 

SFD(Start Frame Delimiter) : 다음 바이트부터 MAC 주소 필드가 시작됨을 알립니다.. 

DMAC, SMAC : 수신, 송신 MAC 주소를 말합니다. 

EtherType : 데이터 계층 위의 계층인 IP 프로토콜을 정의합니다. 예를 들어 IPv4 or IPv6이 됩니다. 

Payload : 전달받은 데이터 CRC : 에러 확인 비트

 

HTTP를 통해 웹 서버에 있는 데이터를 요청한다면 어떤 일이 일어나는가?

애플리케이션 계층에서 전송 계층으로 보내는 request값들이 캡슐화 과정을 통해 전달되고,  

다시 링크 계층을 통해 해당 서버와 통신을 하고,  

해당 서버의 링크 계층으로부터  애플리케이션까지 비캡슐화 과정을 거쳐 데이터가 전송됩니다.

캡슐화 과정?

상위 계층의 헤더와 데이터를 하위 계층에 데이터 부분에 포함시키고  해당 계층의 헤더를 삽입하는 과정입니다.

캡슐화 과정의 헤더들을 말하라

애플리케이션 계층의 데이터가 전송 계층으로 전달될떄 'segment' 혹은 'datagram'화되어 TCP(L4) 헤더가 붙여지게 됩니다.  

인터넷 계층에서는 IP(L3) 헤더가 붙여지게 되면서 '패킷' 화가 되고, 

이후 링크 계층으로 전달되면서 프레임 헤더와 프레임 트레일러가 붙어 '프레임' 화가 됩니다

비캡슐화 과정에 대해 말하라

하위 계층에서 상위 계층으로 가면서 각 계층의 헤더 부분을 제거하며 데이터만 남기는 과정입니다.  

링크 계층의 프레임에서 패킷화, 세그먼트 or 데이터그램화, 메시지화가 됩니다