응용SW기초기술활용 - 네트워크 7계층

응용SW기초기술활용

OSI; Open System Interconnection 참조 모델 개요

  • 국제 표준화 기구인 ISO에서 다른 시스템간 통신을 위해 네트워크 구조를 제시한 기본 모델
  • 데이터 통신 시 필요한 장비 및 처리 방법 등을 7단계로 표준화
  • OSI 7 Layer
  • OSI 7 Layer

OSI 참조 모델의 목적

  • 서로 다른 시스템 간을 상호 접속하기 위한 개념 규정
  • OSI 규격을 개발하기 위한 범위 정립
  • 관련 규정의 적합성을 조절하기 위한 공통적인 기반 제공

OSI 참조 모델의 계층별 데이터 단위

  • 프로토콜 데이터 단위 PDU; Protocol Data Unit
    • 7계층 응용 계층 : 메시지(Message)
    • 6계층 표현 계층 : 메시지(Message)
    • 5계층 세션 계층 : 메시지(Message)
    • 4계층 전송 계층 : 세그먼트(Segment)
    • 3계층 네트워크 계층 : 패킷(Packet)
    • 2계층 데이터링크 계층 : 프레임(Frame)
    • 1계층 물리 계층 : 비트(bit)

OSI 7 Layer 계층별 기능

1. Physical Layer 물리 계층

  • 전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 등 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의
  • 물리적 전송매체와 전송 신호방식을 정의
  • 관련 장비
    • 허브
    • 리피터
  • 두 개의 개발 시스템들 간 속도 차이를 해결하기 위한 흐름 제어
  • 프레임의 시작과 끝을 구분하기 위한 프레임의 동기화
  • 오류의 검출과 회복을 위한 오류 제어
  • 프레임의 순서적 전송을 위한 순서 제어
  • 관련 장비
    • 랜카드
    • 브리지
    • 스위치

3. Network Layer 네트워크 계층

  • 개방 시스템들 간의 네트워크 연결을 설정, 유지, 해제하는 기능과 경로 설정, 데이터 교화 및 중계, 트래픽 제어, 패킷 정보 전송
  • 관련 장비
    • 라우터

4. Transport Layer 전송 계층

  • 논리적 안정과 균일한 데이터 전송 서비스를 제공함으로써 종단시스템간에 투명한 데이터 전송을 가능하게 함
  • 종단 시스템간 전송 연결설정, 데이터 전송, 연결해제 기능과 오류 제어, 흐름제어 수행
  • TCP, UDP의 표준
  • 관련 장비
    • 게이트웨이

5. Session Layer 세션 계층

  • 송/수신 측 간의 관련성을 유지하고 대화 제어 담당

6. Presentation Layer 표현 계층

  • 응용계층으로부터 받은 데이터를 세션 계층에 보내기 전에 통신에 적당한 형태로 변환하고, 세션 계층에서 받은 데이터는 응용 계층에 맞게 변환하는 기능
  • 코드변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색, 정보형식 변환

7. Application Layer 응용 계층

  • 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행
  • 정보 교환, 파일 전송, 가상 터미널

응용SW기초기술활용 - 인터넷 구성의 개념

응용SW기초기술활용

  • 네트웤크 계층 구조에서 각 층의 역할을 이해
  • 응용의 특성에 따라 TCP와 UDP를 구별하여 적용
  • 패킷 스위칭 시스템 이해하고, 다양한 라우팅 알고리즘과 IP 프로토콜을 설명

용어사전

  • OSI 7 Layer

    • 국제표준화 기구인 ISO(International Standard Organization)에서 다른 시스템간 통신을 위해 네트워크 구조를 제시한 기본 모델로 7계층 구조
  • Protocol 프로토콜

    • 서로 다른 기기들 간의 데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있도록 표준화시켜 놓은 통신 규약

인터넷의 개념

  • TCP/IP 프로토콜을 기반으로 전세계 수 많은 네트워크들이 연결된 광범위한 컴퓨터 통신망
  • 1969년 미 국방성의 ARPANET에서 시작
  • 유닉스 운영체제를 기반으로 함
  • 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터는 고유한 IP주소를 가짐
  • 동시에 여러 사람이 인터넷을 이용하여 데이터 송수신 할 수 있도록 패킷 단위로 데이터를 분할하여 전송하는 패킷교환 방식을 사용
  • 컴퓨터 또는 네트워크로 서로 연결하기 위해 게이트 웨이, 라우터, 브리지, 허브 등 네트워크 장비가 필요
  • 증폭기는 아날로그 신호 증폭을 위한 장비로 인터-네트워킹과는 무관

네트워크 관련 장비

1. Gateway 게이트웨이

  • LAN에서 서로 다른 프로토콜의 네트워크에 데이터를 보내거나 다른 네트워크로 부터 데이터를 받아들이는 출입구 역할
  • 수행 역할
    • 데이터 형식 변환
    • 주소 변환
    • 프로토콜 변환

2. Router 라우터

  • 서로 다른 프로토콜의 LAN이나 LAN과 WAN의 연결 기능에 데이터 전송의 최적의 경로를 선택할 수 있는 기능 추가

3. Repeater 리피터

  • 전송되는 신호가 전송 선로의 특성 및 외부 충격 등 요인으로 원래의 형태와 다르게 왜곡되거나 약해질 경우 원래의 신호 형태로 재생하여 다시 전송하는 역할 수행

4. Hub 허브

  • 사무실이나 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치로 각 회선을 통합적으로 관리하며 신호 증폭 기능의 리피터 역할도 포함
  • 종류
    • 더미 허브
      • LAN이 보유한 대역폭을 연결된 컴퓨터 수 만큼 나누어 제공
      • 100MB 대역폭 5대 연결시 20MB 대역폭으로 속도 낮아짐
    • 스위칭 허브
      • 네트워크 상에 흐르는 데이터의 유무 및 흐름을 제어하며, 연결된 컴퓨터 수에 상관없이 LAN의 최대 대역폭을 사용할 수 있도록 신호 증폭 기능을 제공하는 허브

5. NIC; Network Interface Card 랜 카드

  • 컴퓨터가 네트워크에 연결되도록 하는 접촉 점 역할 장치로, 이더넷 카드 혹은 네트워크 어댑터라고 함

6. Bridge 브리지

  • 동일한 프로토콜을 사용하는 LAN과 LAN을 연결하거나 LAN 안에서 컴퓨터 그룹을 연결하는 기능을 수행
  • 네트워크를 분산적으로 구성하여 보안성을 높일 수 있음

7. Switch 스위치

  • 브리지와 같이 LAN과 LAN을 연결하여 훨씬 더 큰 LAN을 만드는 장치
  • 하드웨어를 기반으로 처리하므로 전송 속도가 빠름
  • 포트마다 각기 다른 전송 속도를 지원하도록 제어할 수 있고 수십에서 수백 개의 포트 제공

네트워크 규모에 따른 분류

  • LAN; Local Area Network
    • 근거리 통신망
  • MAN; Metropolitan Area Network
    • 대도시 통신망
  • WAN; Wide Area Network
    • 광대역 통신망

응용SW기초기술활용 - 핵심정리

응용SW기초기술활용

1. 운영체제 종류

  • 컴퓨터 시스템의 자원들(CPU, 주기억장치, 보조기억장치, 파일 등)을 효율적으로 관리하며, 사용자가 컴퓨터를 편리하고 효과적으로 사용할 수 있도록 인터페이스를 제공하는 시스템 소프트웨어
  • 종류
    • Windows
    • UNIX
    • LINUX
    • MacOS
    • MS-DOS

2. 메모리 관리

  • 기억장치의 계층 구조(산 형태 순서 정렬)
    • 레지스터
    • 캐시 기억장치
    • 주기억장치
    • 보조기억장치
  • 기억장치 관리 전략
    • Fetch
    • Placement
    • Replacement
  • 주기억장치 할당 기법
    • 연속 할당
    • 분산 할당
  • 가상기억장치의 구현 기법
    • 페이징
    • 세그먼테이션
  • 페이지 교체 알고리즘 종류
    • FIFO
    • LRU
    • NUR
    • OPT
    • LFU
    • SCR
  • 가상기억장치의 기타 관리
    • Locality
    • Working Set
    • Thrashing

3. 프로세스 스케줄링

  • 프로세스
    • 프로세서에 의해 처리되는 사용자 프로그램
    • 프로세서
      • CPU
      • 처리기
  • 스레드
    • 프로세스 내에서 작업 단위로서 시스템의 여러 자원을 할당 받아 실행하는 프로그램의 단위
  • 스케줄링
    • 프로세스가 생성되어 실행될 때 필요한 시스템의 여러 자원ㅇ르 해당 프로세스에 할당하는 작업
  • 비선점 스케줄링의 종류
    • FIFO(FCFS)
    • SJF
    • HRN
  • 선점 스케줄링의 종류
    • RR
    • SRT
    • MLQ
    • MFQ

4. 환경변수

  • 시스템 소프트웨어 동작에 영향을 미치는 동적인 값들의 모임
  • 윈도우 환경변수
    • %APPDATA%, %COMSPEC%, %HOMEPATH%, %PATH%, %PATHEXT%, %PROGRAMFILES%, %SYSTEMDRIVE%, %SYSTEMROOT% , %USERNAME%, %USERPROFILE%
  • 유닉스 환경변수
    • $DISPLAY, $HOME, $LANG, $MAIL, $PATH, $PS1, $PWD, $TERM, $USER

5. Shell Script

  • GUI
    • Graphic User Interface
    • 마우스로 아이콘이나 메뉴를 선택하여 작업
  • CLI
    • Command Line Interface
    • 키보드로 명령어를 직접 입력하여 작업

UNIX와 LINUX 기본 명령어

명령어 기능
cat 파일 내용을 화면에 표시
chdir 디렉토리 위치 변경
chmod 파일의 사용 허가 지정
chown 소유자 변경
cp 파일 복사
getpid 자신의 프로세스 아이디를 얻음
ls 현재 디렉토리 내의 파일 목록을 표시
rm 파일 삭제
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