메타 스터디 그룹

[TOPCIT 목차]

1. 네트워크 계층 개요 및 장비

 1) 네트워크 계층 개념

  - OSI 7 Layer 3계층, 패킷을 전송

  2) 네트워크 계층 기능

  - 패킷화 : 송신측에서 페이로드 캡슐화, 수신측에서 페이로드 캡슐 제거

  - 라우팅 : 패킷 전달 경로 탐색

  - 포워딩 : 라우팅 테이블 만드는 기능

  3) 인터네트워킹 장비

  - 네트워크와 네트워크 연결, 리피터, 브릿지, 스위치, 라우터 등

  4) 라우터

   - 하나 이상의 메트릭을 사용해 네트워크 트래픽을 포워딩하며, 최적 경로를 결정하는 장치

   - 제어면(Router Control Plane), 전달면(Forwarding Plane)으로 구성

   - 라우터 메트릭(Metric) : 홉횟수, MTU(Maximum Transmission Unit), 비용(Cost), 지연(Latency)

   - 라우팅테이블 : 라우터가 목적지 네트워크별 출력 인터페이스와 다음 홉 IP주소를 저장해놓은 데이터베이스

  5) 스위치

   - 네트워크 연결

   - MAC 주소학습 : 포트에 연결된 모든 시스템에 대한 MAC 학습

   - 필터링 : MAC 주소를 이용하여 해당 포트 데이터 트래픽 필터

   - 루프방지 : 네트워크 루프 방지, STP 사용

   6) VLAN(Virtual Local Area Network)

   - 공간적, 지리적 위치로 네트워크 구분하는 것이 아닌 IP, 프로토콜, MAC 주소 등을 이용하여 논리적인 네트워크 구성 

2. 네트워크 계층 캡슐화

 1) 네트워크 계층 캡슐화

  2) IPv4 헤더

3. 패킷 스위칭 및 네트워크 계층 프로토콜/명령어

 1) 패킷 스위칭

  - 데이터크램 방식 : 비연결 서비스, 모든 패킷을 독립적으로 처리

  - 가상회선 방식 : 연결지향형 서비스, 데이터그램 전송 전 가상의 경로 설정

 2) 네트워크 계층 프로토콜

  - ARP : Address Resolution Protocol, IP주소를 MAC 주소로 변환

  - RARP : MAC 주소를 IP 주소로

  - ICMP : Internet Control Message Protocol, 네트워크 오류에 관한 정보 전송

  - IGMP : Internet Group Management Protocol, IP 멀티캐스트위한 프로토콜

4. 네트워크 서비스 품질

 1) QoS(Quality of Service) 특성

  - 다양한 통신 서비스에 대한 서비스 품질과 성능을 일정 수준으로 보장하여 사용자 요구 만족시키는 기술

  - 신뢰성 : 목적지까지 패킷을 안전하게 전달

  - 지연 : 패킷 전달시 지연되는 특성

  - 지터 : 같은 흐름에 속하는 패킷들에 대한 지연의 변이

  - 대역폭 : 통신에서 이용가능한 최대 전송 속도

 2) 품질 구현 기법

  (1) 스케줄링

  (2) 트래픽 성형 및 트래픽 감시

  (3) 자원 예약

   - 서비스 품질을 위해 데이터 흐름에 필요한 버퍼, 대역폭, CPU, 시간 등의 자원을 특정 서비스를 위해서 예약하는 방법

  (4) 수락 제어(Admission Control)

   - 어떤 접속 요구에 대해 수락할 지  여부를 결정하기 위해 통신망 노드의 제어부 내에서 사용되는 절차

   (5) 서비스 품질 모델 및 프로토콜

5. 라우팅 프로토콜 알고리즘 및 유형

 1) 라우팅 프로톨콜?

  - 라우팅 테이블의 효율적인 설정과 갱신을 위해 라우터 상호간에 교환하는 메시지 종류, 절차 등을 규정하는 규약

 2) 라우팅 알고리즘?

  - 라우터 간에 비용을 가지는 링크로 연결한 그래프 형태의 네트워크에서 출발지 라우터와 목적지 라우터간의 최소비용 경로를 찾는 알고리즘

3) 라우팅 프로토콜 분류

6. IPv4 개요

 1) IPv4 주소?

  - IP계층에서 사용하는 32비트 주소

7. IPv4 주소지정체계 및 서브네팅

 1) IPv4 주소지정체계

  2) 서브네팅

  - 주어진 IP주소를 네트워크 환경에 맞게 작은 서브넷으로 나누는 것

3) CIDR(Classless Inter-Domain Routing)

  - 여러개의 C클래스 주소 범위를 하나의 네트워크에 결합시키기 위한 방법

  - IP 주소를 효과적으로 관리

 4) 슈퍼네팅 

  - 여러개의 네트워크 ID를 하나의 네트워크 ID로 합하는 것

 5) IPv4 주소할당 방식

  (1) DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

    - IP주소 및 관련된 기타 구성 세부정보를 동적으로 할당

    - Discover -> Offer -> Request -> ACK

  (2) NAT(Network Address Translation)

    - 사설 네트워크에 위치하는 단말이 인터넷과 같은 공용 네트워크와 통신이 가능하도록 상호간에 연결시켜주는 기능

    - IP부족현상 해결, 내부 IP 숨김

8. IPv6 개요

 1) IPv6 주소?

   - IPv4 가 가지고 있는 주소고갈, 보안성, 이동성 지원 등의 문제점을 해결하기 위해 개발된 128bit 주소체계를 갖는 차세데 인터넷 프로토콜

9. IPv6 주소 체계 및 헤더구조

 1) IPv6 헤더구조

[TOPCIT 목차]

1. 고가용성(HA, High Availability)

1) 고가용성 개념

  - 멈추지않는 서비스 제공

2) HA 구성유형

 (1) 핫 스텐바이(Hot Standby, Active-Standby)

   - 활성 서버와 대기 서버로 구성

   - 활성 서버의 서비스 불가시 자동으로 대기서버의 서비스를 기동

  (2) 상호전환(Mutual Takeover, Active-Active)

   - 각 서비스가 2개이상의 서버에서 운영되며, 장애 발생시 장애발생 서버의 서비스가 Take Over 되어 다른쪽 서버로 서비스 전환

  (3) 동시 접속(Concurrent Access)

   - 여러 시스템이 동시에 업무를 나누어 병렬처리하는 방식

   - L4 스위치를 통한 부하분산(Load Balancing)

2. 결함허용시스템(Fault Tolerant System)

 1) 결함허용 시스템

   - 시스템을 구성하는 부품의 일부에서 결함 또는 고장이 발생하여도 설계상에 명시된 기능을 지속적으로 수행할 수 있는 시스템

 2) 결함 해결 단계

  (1) 결함감지 (2) 결함진단 (3) 결함통제 (4) 결함복구

 3) 결함 허용 기법

3. 재난복구 시스템(DRS, Disaster Recovery System)

1) 재난복구 시스템의 정의

  - 정보시스템  기반 구조의 전체 또는 일부를 재해가 발생한 곳과 다른 위치에 구축하고, 재해가 발생할 경우 이를 신속하게 복구하여 비즈니스에 대한 영향을 최소화 하기 위한 제반 계획과 시스템

2) DR센터 유형

  (1) Mirrored Site

    - Active-Active 상태 실시간 동시 서비스 제공

   (2) Hot Site

    - Active-Standby

    - 주센터 재해시 원격지 시스템을 Active 상태로 전환

    (3) Warm Site

     - 중요성 높은 IT자원만 부분적으로 재해 복구센터 보유

    (4) Cold Site

     - 데이터만 원격지에 보관하고 IT자원은 확보하지 않거나 최소자원만 확보

  3) 재난 복구 목표

    (1) RPO(Recovery Point Objectives)  : 재해발생시 허용할 수 있는 손실 데이터양

    (2) RTO(Recovery Time Objectives) : 정상업무로 복귀할 때까지의 소요시간, Down Time 허용 가능한 최대시간 

[TOPCIT 목차]


01. IoT (Internet of Thing) 네트워크 기반 기술
  가) IoT 개념
    - 각종 사물에 센서와 통신기능을 내장하여 인간의 개입없이 상호 협력적으로 센싱, 네티워킹, 정보처리를 수행할 수 있는 기술
  나) IoT 표준화 동향
    - 이동통신 기반 IoT 관련 표준들은 3GPP와 ETSI를 중심으로 제정되어 왔으나 2012년부터 oneM2M 국제 협의체 구성을 통해 표준을 주도

  다) IoT 주요기술
   1) 센싱 기술
      - 온도, 습도, 열, 가스, 조도, 초음파 등
    2) 유무선 통신 킻 네트워크 인프라

      - 유선 :이더넷, PLC
      - 근거리 무선 : WLAN, Bluetooth, Zigbee, UWB
      - 이동통신 : 3G, LTE, 5G
      **BLE (Bluetooth Low Energy) : 기존 블루투스 4.0과 호환되는 저전력 근거리 무선통신
      **Z-Wave : 지능형 매시 네트워크 토폴로지를 사용하는 저전력, 저대역폭 프로토콜
    3) IoT 서비스 및 인터페이스 기술
      - Semantic Web : 대용량 데이터의 분석 및 공유
      - 클라우드 컴퓨팅 : 대규모 분산 처리
      - Open API : 다양한 서비스 접근 제공
  라) IoT 프로토콜
  - 경량화, 호환성, 확장성

    1) CoAP (Constrained Application Protocol)

      - IETF CORE 워킹그룹에서 개발한 사물간 통신용 경량 응용계층 프로토콜

      - 메세지크기와 부호화의 경량화를 위해 바이너리 인코딩 방식 사용

    2) MQTT (Message Queue Telemetry Transport)

      -  publish-subscribe 기반의 경량화 메세지 프로토콜

      - Topic을 발행하고 구독하는 방식

      - CoAP, HTTP, REST 기반 통신

   * MQTT와 CoAP 비교

01. 소프트웨어 기반 네트워크

  가) 기존 통신환경의 한계와 패러다임의 변화

  나) SDN (Software Defined Network)

    - 소프트웨어를 통해 네트워크 경로 설정과 제어 및 운영관리를 처리할 수 있는 네트워크 기술

    1) SDN의 등장

      - 2010년 스탠포드 대학의 '오픈 네트워크 서밋'이 개최되며 제안 시작

      - 2011년 오픈플로우와 SDN의 도입 촉진과 표준화를 위해 ONF( Open Network Foundation) 결성

    2) SDN의 개념

      - 제어 플레인을 데이터 플레인과 분리를 통한 네트워크 프로그래밍

      - 오픈플로우 등의 산업표준제어 프로토콜을 사용하고 SDN 컨트롤러를 통해 프로그래밍 가능한 스위치를 기반으로 하는 기술

    3) 오픈플로우(Openflow) 기술

      - 패킷을 제어하는 기능과 전달하는 기능을 분리하고, 프로그래밍을 통해 네트워크를 제어하는 기술

      4) SDN 적용사례

  다) NFV (Network Function Virtualization)

    1) NFV 도입배경

      (1) 네트워크 속도 증가

      (2) 다양한 서비스의 등장

      (3) 네트워크 장비 구축의 비용 및 수명 문제

    2) NFV의 개념

      - VM 또는 서비스 프로파일을 통한 가상화 기반으로, 사용자의 기능 제어가 용이한 가상 네트워크 기술

    3) NFV 아키텍쳐 프레임워크 구조

      - NFV 아키텍쳐 프레임워크 구성

    4) NFV 적용사례

      - 네트워크 구성을 위해 특화된 장비뿐만 아니라 일반적인 x86서버에서도 구현 가능

  라) SDN과 NFV

    1) NFV와 SDN 관계

       - NFV와 SDN은 상호 보완적인 관계로 독립적으로 구성하는 것이 가능하다

    2) NFV와 SDN비교

[TOPCIT 목차]

1. 멀티미디어 네트워크

가) 영상압축 유형

1) 무손실 압축(Lossless Compression)

• 압축과 해제 알고리즘이 서로 정확하게 반대이기 때문에 데이터의 무결성이 보존되는 압축방식
• 데이터의 어떤 부분도 처리과정에서 손실되지 않음 
• 대표적인 무손실 압축방식으로는 반복 길이 부호화 방식, 사전 부호화 방식, 허프만 부호화 방식, 산술 부호화 방식 등

무손실 압축방법

2) 손실압축(lossy compression)

• 손실 압축방식은 압축률을 높이기 위해 약간의 정확도를 희생시켜 압축을 하여, 중복되거나 불필요한 정보가 손실되는 것을 허용하는 압축방식
• 손실 압축 방식에는 예측 부호화 방식과 변환 부호화 방식

나) 멀티미디어 데이터

• 멀티미디어 데이터에는 텍스트, 이미지, 비디오, 오디오 데이터가 있는데 텍스트는 평문(plain text), 비선형 하이퍼텍스트(hypertext)의 형태를 가지며, 기본 언어는 심볼들을 표현하기 위한 유니코드(Unicode)이며, 무손실 압축방식

다) QoS(Quality of Service)

• 멀티미디어 네트워크에서 QoS를 보장하기 위한 방법으로 RSVP(Resource reservation protocol, 자원예약 프로토콜)와 TOS 필드 활용이 있음
• RSVP 방식은 송신지에서 수신지까지 데이터 전달을 위해 너트워크 대역폭을 고정적으로 할당 받아서 우선적으로 처리하는 방식이며, TOS 필드는 패킷에 포함되어 있는 TOS 필드 등급을 패킷마다 지정하여 처리 우선 순위를 결정하는 방식

TOS 필드

2. 인터넷 전화 개념 및 호 신호 프로토콜

가) VoIP(Voice over Internet Protocol）란?

• VoIP는 IP 네트워크를 기반으로 패킷 데이터를 통해 음성통화를 구현하는 통신기술

나) VoIP 호(Call) 신호 프로토콜

• SIP 프로토콜은 인터넷상에서 통신하고자 하는 지능형 단말들이 서로를 식별하여 그 위치를 찾고, 그들 상호 간에 멀티미디어 통신 세션을 생성하거나 삭제 변경하기 위한 절차를 명시한 응용계층 시그널링 프로토콜

1) SIP(Session Initiation Protocol)

• SIP는 멀티미디어 세션의 설정, 수정, 종료를 위해 사용하는 응용 계층 시그널링 프로토콜
• SIP 프로토콜 구성

2) SIP 메시지 구조

• SIP는 사용자들을 구분하기 위해 이메일 주소와 비슷한 SIP URI(Uniform Resource Identifier) 사용하여 IP 주소에 종속되지 않고 서비스 제공이 가능

다) H.323

• H.323은 품질이 보장되지 않는 랜상에서 음성, 데이터, 영상 서비스를 제공하기 위한 ITU-T 표준이다. 기존 네트워크의 하부구조 변경 없이 쉽게 멀티미디어 서비스 제공이 가능하여 초기 VoIP 사업자가 많이 사용하는 프로토콜

라) VoLTE(Voice over LTE)

• VoLTE는 데이터 뿐만 아니라 음성까지도 LTE망을 통해 제공되는 기술로, 차세대 무선 브로드밴드 네트워크 기술인 LTE 환경에서 제공되는 음성서비스

3. 미디어 전송 프로토콜

• 인터넷상에서 실시간 트래픽을 처리하기 위해 설계되었으며, 주로 인터넷을 통해 실시간으로 비디오 또는 오디오 데이터를 전송하기 위해 사용하는 프로토콜

가) RTP(Real-time Transport Protocol)

• 인터넷상에서 실시간 트래픽을 처리하기 위해 설계되었으며, 주로 인터넷을 통해 실시간으로 비디오 또는 오디오 데이터를 전송하기 위해 사용하는 프로토콜

나) RTCP(Rea|―time Transport Control Protocol)

• 인터넷을 통한 영상이나 음성의 스트리밍용 프로토콜인 RTP를 제어하기 위한 프로토콜이며, RFC 1889에 RTP와 함께 규정되어 있는 IETF 표준

다) RTSP(Real-time Streaming Protocol)

• 리얼타임 미디어 전송을 행하는 애플리케이션 계층의 프로토콜로 IETF가 1998년에 개발한 통신 규약으로 RFC 2326에 정의

라) IMS(IP Multimedia Subsystem)

• 무선통신분야의 국제표준을 개발하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 그룹에서 처음 제기
• IP Multimedia 서비스 제공을 위한 기반구조이며, SIP 프로토콜 기반의 호 제어를 핵심기술

1) IMS개념

• SP 프로토콜 기반으로 멀티미디어 세션 제어 및 서비스 제공을 목적으로 표준화 기구인 3GPP에서 정의한 통신 플랫폼

2) IMS 서비스 목표

• IP 프로토콜을 기반으로 음성, 오디오, 비디오 및 데이터 등의 멀티미디어를 복합적으로 제공하고, 신속한 서비스 개발 및 변경을 목표

3) IMS네트워크구조

• GPRS 기반의 패킷 교환 서비스 도메인은 3GPP 범위를 벗어나서 패킷 라우터에 의한 IP 네트워크로 대체 가능하며, 무선 도메인은 3GPP를 벗어난 Wibro, Mobile-LAN 등 다른 무선망 액세스 도메인 및 데이터망 액세스 도메인으로 대체 가능한 구조

4) 컨버전스 관점에서 IMS의 역할

• IMS 인프라를 활용해서 컨버전스 환경의 ID 및 인증 체계 구현
• 서비스 제어를 위한 양방향 채널 제공
• 독립적인 서비스 인프라를 통한 서비스 세션 연결

[TOPCIT 목차]

01. 응용계층 프로토콜이란

  - 정의 : 응용 프로그램들 간에 정보 송수신을 위해 사용하는 프로토콜

  - 종류

   . FTP : 파일 전송

   . TELNET : 터미널 연결

   . SMTP, POP3, IMAP : 이메일 송신 및 접근

   . DNS : 호스트와 IP 주소 매핑

   . SNMP : 네트워크 관리

   . HTTP : 웹 클라이언트와 웹 서버 간 데이터 전송

   . BitTorrent : 단말 대 단말 통신(P2P)

02. HTTP (Hypertext Transfer Protocol)

  - 정의 : 텍스트를 동영상, 음성 파일과 연결시키는 하이퍼미디어 정보 시스템을 위한 응용 계층 프로토콜

  - 특징 : 요청/응답 프로토콜 구현, MIME 형태 메시지 사용

03. 파일전송 프로토콜 (FTP)

 - 정의 : 한 파일, 파일 일부분을 다른 시스템으로 전송하기 위한 규약

 - 특징 : 제어연결, 데이터 연결(21번 Port, 20번 Port), 일반전송 모드, 수동전송 모드

 - 일반전송 모드와 수동전송 모드 비교

    - FTP 명령어 처리 과정

      .  FTP는 제어 연결을 설정하여, 서버 제어 프로세스와 클라이언트 제어 프로세스가 통신

    - FTP 명령어

     . 대화형으로 처리, 사용자가 서버에 내리는 명령(Command)과 그에 대한 응답(response)

     - 일반 전송 모드

  1) 클라이언트가 서버로 접속, 클라이언트의 두번째 포트 전달

  2) 서버 ack 응답

  3) 서버 Data(20번 Port)는 클라이언트의 두번째 포트 접속

  4) 클라이언트가 ack 응답

     - Passive FTP 모드

  1) 클라이언트가 command 포트로 접속 시도

  2) 서버에서 서버가 사용할 두번째 포트 송신

  3) 클라이언트른 다른 포트를 열어 서버의 두번째 포트에 접속

  4) 서버 ack 응답