네트워크

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OSI 7계층을 설명하시오

OSI 7계층이란, 통신 접속에서 완료까지의 과정을 7단계로 정의한 국제 통신 표준 규약

물리 : 전송하는데 필요한 기능을 제공 ( 통신 케이블, 허브 )

데이터링크 : 송/수신 확인. MAC 주소를 가지고 통신함 ( 브릿지, 스위치 )

네트워크 : 패킷을 네트워크 간의 IP를 통해 데이터 전달 ( 라우팅 )

전송 : 두 host 시스템으로부터 발생하는 데이터 흐름 제공

세션 : 통신 시스템 사용자간의 연결을 유지 및 설정함

표현 : 세션 계층 간의 주고받는 인터페이스를 일관성있게 제공

응용 : 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 서비스 제공

TCP/IP 프로토콜을 스택 4계층으로 짓고 설명하시오

• LINK 계층

  물리적인 영역의 표준화에 대한 결과

  가장 기본이 되는 영역으로 LAN, WAN과 같은 네트워크 표준과 관련된 프로토콜을 정의하는 영역이다

• IP 계층

  경로 검색을 해주는 계층임

  IP 자체는 비연결지향적이며, 신뢰할 수 없는 프로토콜이다

  데이터를 전송할 때마다 거쳐야할 경로를 선택해주지만, 경로가 일정하지 않음. 또한 데이터 전송 중에 경로상 문제가 발생할 때 데이터가 손실되거나 오류가 발생하는 문제가 발생할 수 있음. 따라서 IP 계층은 오류 발생에 대한 대비가 되어있지 않은 프로토콜임

• TCP/UDP (전송) 계층

  데이터의 실제 송수신을 담당함

  UDP는 TCP에 비해 상대적으로 간단하고, TCP는 신뢰성잇는 데이터 전송을 담당함

  TCP는 데이터 전송 시, IP 프로토콜이 기반임 (IP는 문제 해결에 문제가 있는데 TCP가 신뢰라고?)

  → IP의 문제를 해결해주는 것이 TCP인 것. 데이터의 순서가 올바르게 전송 갔는지 확인해주며 대화를 주고받는 방식임. 이처럼 확인 절차를 걸치며 신뢰성 없는 IP에 신뢰성을 부여한 프로토콜이 TCP이다

• 애플리케이션 계층

  서버와 클라이언트를 만드는 과정에서 프로그램 성격에 따라 데이터 송수신에 대한 약속들이 정해지는데, 이것이 바로 애플리케이션 계층이다

TCP란?

서버와 클라이언트의 함수 호출 순서가 중요하다

서버 : socket() 생성 → bind() 소켓 주소할당 → listen() 연결요청 대기상태 → accept() 연결허용 → read/write() 데이터 송수신 → close() 연결종료

클라이언트 : socket() 생성 → connect() 연결요청 → read/write() 데이터 송수신 → close() 연결종료

둘의 차이는?

클라이언트 소켓을 생성한 후, 서버로 연결을 요청하는 과정에서 차이가 존재한다.

서버는 listen() 호출 이후부터 연결요청 대기 큐를 만들어 놓고, 그 이후에 클라이언트가 연결 요청을 할 수 있다. 이때 서버가 바로 accept()를 호출할 수 있는데, 연결되기 전까지 호출된 위치에서 블로킹 상태에 놓이게 된다.

이처럼 연결지향적인 TCP는 신뢰성 있는 데이터 전송이 가능함 (3-way handshaking)

흐름제어와 혼잡제어를 지원해서 데이터 순서를 보장해줌

• 흐름제어 : 송신 측과 수신 측의 데이터 처리 속도 차이를 조절해주는 것

• 혼잡 제어 : 네트워크 내의 패킷 수가 넘치게 증가하지 않도록 방지하는 것

정확성 높은 전송을 하기 위해 속도가 느린 단점이 있고, 주로 웹 HTTP 통신, 이메일, 파일 전송에 사용됨

3-way handshaking이란?

TCP 소켓은 연결 설정과정 중에 총 3번의 대화를 주고 받는다.

(SYN : 연결 요청 플래그 / ACK : 응답)

• 클라이언트는 서버에 접속 요청하는 SYN(M) 패킷을 보냄
• 서버는 클라이언트 요청인 SYN(M)을 받고, 클라이언트에게 요청을 수락한다는 ACK(M+1)와 SYN(N)이 설정된 패킷을 발송함
• 클라이언트는 서버의 수락 응답인 ACK(M+1)와 SYN(N) 패킷을 받고, ACK(N+1)를 서버로 보내면 연결이 성립됨
• 클라이언트가 연결 종료하겠다는 FIN 플래그를 전송함
• 서버는 클라이언트의 요청(FIN)을 받고, 알겠다는 확인 메시지로 ACK를 보냄. 그 이후 데이터를 모두 보낼 때까지 잠깐 TIME_OUT이 됨
• 데이터를 모두 보내고 통신이 끝났으면 연결이 종료되었다고 클라이언트에게 FIN플래그를 전송함
• 클라이언트는 FIN 메시지를 확인했다는 ACK를 보냄
• 클라이언트의 ACK 메시지를 받은 서버는 소켓 연결을 close함
• 클라이언트는 아직 서버로부터 받지 못한 데이터가 있을 것을 대비해서, 일정 시간동안 세션을 남겨놓고 잉여 패킷을 기다리는 과정을 거침 ( TIME_WAIT )

UDP란?

TCP의 대안으로, IP와 같이 쓰일 땐 UDP/IP라고도 부름

TCP와 마찬가지로, 실제 데이터 단위를 받기 위해 IP를 사용함. 그러나 TCP와는 달리 메시지를 패킷으로 나누고, 반대편에서 재조립하는 등의 서비스를 제공하지 않음 즉, 여러 컴퓨터를 거치지 않고 데이터를 주고 받을 컴퓨터끼리 직접 연결할 때 UDP를 사용한다.

UDP를 사용해 목적지(IP)로 메시지를 보낼 수 있으며, 컴퓨터를 거쳐 목적지까지 도달할 수도 있음 (도착하지 않을 가능성도 존재함)

정보를 받는 컴퓨터는 포트를 열어두고, 패킷이 올 때까지 기다리며 데이터가 오면 모두 다 받아들인다. 패킷이 도착했을 때 출발지에 대한 정보(IP와 PORT)를 알 수 있음

UDP는 이런 특성 때문에 비신뢰적이고, 안정적이지 않은 프로토콜임. 하지만 TCP보다 속도가 매우 빠르고 편해서 데이터 유실이 일어나도 큰 상관이 없는 스트리밍이나 화면 전송에 사용됨

HTTP와 HTTPS의 차이는?

HTTP 동작 순서 : TCP → HTTP

HTTPS 동작 순서 : TCP → SSL → HTTP

SSL(Secure Socket Layer)을 쓰냐 안쓰냐의 차이다. SSL 프로토콜은 정보를 암호화시키고 이때 공개키와 개인키 두가지를 이용한다.

HTTPS는 인터넷 상에서 정보를 암호화하기 위해 SSL 프로토콜을 이용해 데이터를 전송하고 있다는 것을 말한다. 즉, 문서 전송시 암호화 처리 유무에 따라 HTTP와 HTTPS로 나누어지는 것

모든 사이트가 HTTPS로 하지 않는 이유는, 암호화 과정으로 인한 속도 저하가 발생하기 때문이다.

GET과 POST의 차이는?

둘다 HTTP 프로토콜을 이용해 서버에 무언가 요청할 때 사용하는 방식이다.

GET 방식은, URL을 통해 모든 파라미터를 전달하기 때문에 주소창에 전달 값이 노출됨. URL 길이가 제한이 있기 때문에 전송 데이터 양이 한정되어 있고, 형식에 맞지 않으면 인코딩해서 전달해야 함

POST 방식은 HTTP BODY에 데이터를 포함해서 전달함. 웹 브라우저 사용자의 눈에는 직접적으로 파라미터가 노출되지 않고 길이 제한도 없음.

보통 GET은 가져올 때, POST는 수행하는 역할에 활용한다.

GET은 SELECT 성향이 있어서 서버에서 어떤 데이터를 가져와서 보여주는 용도로 활용

POST는 서버의 값이나 상태를 바꾸기 위해 활용

IOCP를 설명하시오

IOCP는 어떤 I/O 핸들에 대해, 블록 되지 않게 비동기 작업을 하면서 프로그램 대기시간을 줄이는 목적으로 사용된다.

동기화 Object 세마포어의 특성과, 큐를 가진 커널 Object다. 대부분 멀티 스레드 상에서 사용되고, 큐는 자체적으로 운영하는 특징 때문에 스레드 풀링에 적합함

동기화와 동시에 큐를 통한 데이터 전달 IOCP는, 스레드 풀링을 위한 것이라고 할 수 있음

POOLING이란?

여러 스레드를 생성하여 대기시키고, 필요할 때 가져다가 사용한 뒤에 다시 반납하는 과정 (스레드의 생성과 파괴는 상당히 큰 오버헤드가 존재하기 때문에 이 과정을 이용한다)

IOCP의 장점은 사용자가 설정한 버퍼만 사용하기 때문에 더 효율적으로 작동시킬 수 있음. (기존에는 OS버퍼, 사용자 버퍼로 따로 분리해서 운영했음)

커널 레벨에서는 모든 I/O를 비동기로 처리하기 때문에 효율적인 순서에 따라 접근할 수 있음

라우터와 스위치의 차이는?

라우터는 3계층 장비로, 수신한 패킷의 정보를 보고 경로를 설정해 패킷을 전송하는 역할을 수행하는 장비

스위치는 주로 내부 네트워크에 위치하며 MAC 주소 테이블을 이용해 해당 프레임을 전송하는 2계층 장비