NCS - 정보기술3

네트워크

• TCP와 UDP의 차이점에 대해 설명하시오.

TCP(Transmission Control Protocol)와 UDP(User Datagram Protocol)는 모두 인터넷 프로토콜(IP) 위에서 동작하는 전송 계층 프로토콜입니다. 그러나 두 프로토콜은 다음과 같은 차이점이 있습니다.

1. 연결 지향성(Connection-Oriented) vs 비연결성(Connectionless): TCP는 연결을 설정하고 데이터를 전송하기 전에 먼저 연결 설정 과정을 거쳐야 합니다. 이에 반해 UDP는 연결 설정 과정 없이 데이터를 즉시 전송할 수 있습니다.
2. 신뢰성(Reliability): TCP는 전송된 데이터의 신뢰성을 보장합니다. 이를 위해 재전송, 오류 검사 및 흐름 제어 등의 기능을 제공합니다. UDP는 데이터를 전송만 하고, 데이터의 손실 및 오류를 보장하지 않습니다.
3. 속도(Speed): UDP는 데이터의 신뢰성을 보장하지 않기 때문에 데이터 전송 과정에서 추가적인 오버헤드가 없습니다. 이에 반해 TCP는 신뢰성을 보장하기 위해 오버헤드가 발생합니다. 따라서, 데이터 전송 속도는 UDP가 더 빠릅니다.
4. 데이터 크기(Data Size): TCP는 데이터를 전송하기 위해 일정한 크기의 패킷으로 나누어 전송합니다. 이에 반해 UDP는 데이터의 크기에 제한이 없습니다.
5. 용도(Purpose): TCP는 대용량의 데이터를 안정적으로 전송할 때 사용됩니다. 예를 들어, 파일 전송이나 웹 사이트의 데이터 전송에 사용됩니다. 반면에 UDP는 게임 서버, DNS 서버와 같이 실시간성이 중요한 데이터 전송에 사용됩니다.

따라서, TCP와 UDP는 각각의 특성에 따라 다른 용도로 사용됩니다. TCP는 데이터 신뢰성이 중요한 대용량 데이터 전송에 적합하며, UDP는 데이터 전송 속도와 실시간성이 중요한 경우에 적합합니다.

 

 

 

• OSI 7계층과 TCP/IP 4계층의 차이점에 대해 설명하시오.

OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델과 TCP/IP 4계층 모델은 모두 네트워크 프로토콜을 설계하고 구현하기 위한 참조 모델입니다. 하지만 두 모델의 구성과 계층의 수, 이름, 역할 등에 차이가 있습니다.

OSI 7계층 모델은 다음과 같이 7개의 계층으로 구성됩니다.

1. 물리(Physical) 계층
2. 데이터 링크(Data Link) 계층
3. 네트워크(Network) 계층
4. 전송(Transport) 계층
5. 세션(Session) 계층
6. 표현(Presentation) 계층
7. 응용(Application) 계층

각 계층은 이전 계층의 서비스를 사용하고, 다음 계층에 서비스를 제공합니다.

TCP/IP 4계층 모델은 다음과 같이 4개의 계층으로 구성됩니다.

1. 네트워크 액세스(Network Access) 계층
2. 인터넷(Internet) 계층
3. 전송(Transport) 계층
4. 응용(Application) 계층

OSI 모델과 달리, TCP/IP 모델은 세션, 표현 계층이 없습니다. 또한, 데이터 링크 계층과 네트워크 계층이 하나로 합쳐진 인터넷 계층이 있습니다.

각 계층의 역할은 다음과 같습니다.

1. 네트워크 액세스 계층: 물리적인 네트워크에 액세스하기 위한 인터페이스와 접속 기술을 제공합니다.
2. 인터넷 계층: 패킷을 주고 받는 노드 간의 IP 주소를 할당하고 라우팅을 담당합니다.
3. 전송 계층: 데이터의 신뢰성과 정확성을 보장하기 위한 연결 설정, 제어 및 종료를 담당하며, TCP와 UDP 프로토콜을 사용합니다.
4. 응용 계층: HTTP, FTP, DNS, SMTP 등의 애플리케이션을 지원하며, 사용자 인터페이스를 제공합니다.

따라서, OSI 7계층 모델은 보다 세분화된 구조와 서비스를 제공하며, TCP/IP 4계층 모델은 간결한 구조와 구현의 용이성을 제공합니다.

 

 

 

• DNS의 동작 원리에 대해 설명하시오.

DNS(Domain Name System)는 인터넷에서 도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 시스템입니다. DNS의 동작 원리는 다음과 같습니다.

1. DNS 쿼리 요청

사용자가 웹 브라우저에서 도메인 이름을 입력하면, 운영체제는 DNS 서버에 해당 도메인 이름에 대한 IP 주소를 요청하는 DNS 쿼리를 전송합니다.

2. DNS 서버 탐색

DNS 쿼리를 받은 로컬 DNS 서버는 해당 도메인 이름을 가지고 있는 최상위 DNS 서버를 탐색합니다. 최상위 DNS 서버는 해당 도메인 이름의 TLD(Top-Level Domain)을 가지고 있는 DNS 서버를 가리킵니다.

3. DNS 계층 구조 탐색

로컬 DNS 서버는 TLD DNS 서버에 해당 도메인 이름을 가지고 있는 DNS 서버의 IP 주소를 요청합니다. TLD DNS 서버는 다시 해당 도메인 이름을 가지고 있는 네임 서버의 IP 주소를 로컬 DNS 서버에 반환합니다.

4. 도메인 이름과 IP 주소 매칭

로컬 DNS 서버는 네임 서버에 IP 주소를 요청하고, 네임 서버는 해당 도메인 이름에 대한 IP 주소를 로컬 DNS 서버에 반환합니다. 로컬 DNS 서버는 이 IP 주소를 캐시에 저장하고, 사용자의 컴퓨터에 반환합니다.

5. 웹 페이지 요청

로컬 DNS 서버가 반환한 IP 주소를 사용해, 사용자의 웹 브라우저는 해당 웹 페이지를 요청하고, 서버에서 해당 페이지를 반환합니다.

DNS의 동작 원리는 계층적인 구조로 이루어져 있습니다. 이를 통해 빠른 응답 시간과 분산된 데이터베이스를 구성할 수 있습니다. 또한, DNS는 도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 기능 외에도, 반대로 IP 주소를 도메인 이름으로 변환하는 기능인 Reverse DNS도 제공합니다.

 

 

 

• IPv4와 IPv6의 차이점에 대해 설명하시오.

 

IPv4와 IPv6는 인터넷 프로토콜의 버전을 나타내며, 주요한 차이점은 다음과 같습니다.

1. 주소 크기

IPv4는 32비트 주소 체계를 사용하며, 이는 최대 4.3억 개의 주소를 가질 수 있습니다. 반면에 IPv6는 128비트 주소 체계를 사용하며, 이는 최대 340 십경 개 이상의 주소를 가질 수 있습니다.

2. 주소 체계

IPv4 주소는 점으로 구분된 4개의 8비트 숫자로 표현됩니다. 예를 들어, 192.168.0.1은 유명한 사설 IP 주소 중 하나입니다. IPv6 주소는 16진수로 구성된 8개의 블록으로 표현됩니다. 예를 들어, 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334는 IPv6 주소의 예입니다.

3. 보안

IPv6는 IPsec 기능을 내장하여 데이터의 보안성을 높였습니다. IPsec는 데이터를 암호화하여 안전한 통신을 할 수 있도록 합니다.

4. 네트워크 구조

IPv6는 다양한 주소 구성 및 라우팅 기능, QoS(품질 서비스) 지원 등 다양한 기능을 제공하여 더 복잡한 네트워크 구조를 지원합니다.

5. 호환성

IPv4와 IPv6는 서로 다른 프로토콜이기 때문에 호환성이 제한적입니다. IPv4와 IPv6 간 통신을 위해서는 중간에 변환 장비가 필요합니다.

IPv4는 오랜 기간 동안 사용되어 왔기 때문에 기존의 인터넷 인프라와 호환성이 높습니다. 그러나 IPv4 주소의 한계로 인해 IPv6가 등장하게 되었습니다. IPv6는 보안성이나 기능적인 측면에서 IPv4보다 우수하지만, 아직은 널리 사용되지는 않고 있습니다. 하지만 인터넷의 확장성을 위해서는 IPv6가 필수적인 기술이 될 것입니다.