인터넷프로토콜구조

(1)

한국과학기술원테크노경영대학원정보통신경영연구실

인터넷 프로토콜 구조

Fall 2001

차 동 완

(email: tchadw@sorak.kaist.ac.kr)

인터넷기술개론

강의 내용

q OSI 참조모형

v 네트워크 아키텍쳐와 계층형 구조 v OSI 계층 모형과 기능

v 계층간의 상호기능 q TCP/IP Protocol Suite

v TCP/IP 프로토콜의 구조와 기능 q TCP/IP 아키텍쳐 vs. OSI 아키텍쳐

(2)

한국과학기술원테크노경영대학원정보통신경영연구실 3

계층형 네트워크 구조

q 용어

v Entity v Protocol

v Network Architecture

q 계층형 구조(Layered or Hierarchical Architecture)

v 계층형 구조의 필요성: 독립적으로 유지/관리 v 컴퓨터통신의 기본적 기능과 계층형 구조

(1) 응용프로그램간의 논리적 연결 (2) 시스템간의 물리적연결

(3) (1)과 (2) 기능들을 link하는 entity v 계층형 구조의 예

ØOSI 참조모형 , 인터넷, IBM의 SNA 등 LAN프로토콜

OSI 계층 모형과 기능

응 용 계 층 응 용 계 층

계층 기능

응 용 프 로 세 스 간 정 보 교 환 7

표 현 계 층

표 현 계 층 정 보 표 현 방 식 관 리 , 암 호 화 , 정 보 압 축 등

6

세 션 계 층

세 션 계 층 응 용 프 로 세 스 간 대 화 관 장 5

전 달 계 층

전 달 계 층 응 용 프 로 세 스 간 통 신 채 널 설 정 및 메 시 지 전 달 4

네 트 워 크 계 층

네 트 워 크 계 층 통 신 전 담 프 로 세 서 간 패 킷 전 송

3

데 이 터 링 크 계 층

데 이 터 링 크 계 층 링 크 상 에 서 의 패 킷 전 송 2

물 리 계 층

물 리 계 층 링 크 상 에 서 비 트 정 보 전 달 1

(3)

OSI 계층

Physical Data Link Network Transport Session Presentation Application

Physical Data Link Network

1st 2nd 3rd

1st 2nd 3rd Peer-to-peer protocol(7th layer) Peer-to-peer protocol(6th layer) Peer-to-peer protocol(5th layer) Peer-to-peer protocol(4th layer)

7 6 5 4 3 2 1

2-1 interface 7-6 interface 6-5 interface 5-4 interface 4-3 interface 3-2 interface

7-6 interface 6-5 interface

5-4 interface 4-3 interface 3-2 interface

2-1 interface

OSI를 사용한 정보교환

(4)

v 사용자 응용프로그램간의 정보교환 엔티티 v 예) FTAM, VT, MHS

q Presentation Layer

v 표현방식의 전환 v 정보압축 v 암호화

암호화방식 압축방식 Data 헤더(header)

(5)

v 응용프로세스간의 대화설정, 감시 Ø 통신방식 지정 등

통신방식지정 표현계층의 헤더 Data 세션계층의 헤더

q Transport Layer

v 실질적인 정보전송에 처음으로 관여 v 응용프로세스간 신뢰성 있는 통신채널 제공

Ø 메시지 분할, 재조립 Ø Flow control(메시지) Ø Error control

전달계층의 헤더 세션계층의 헤더표현계층의 헤더 Data

(6)

Physical link q Transport Layer(cont’d)

(7)

vRouting : 네트워크를 가로지르는 패킷 전송 Ø Flooding

Ø Centralized routing Ø Distributed routing Ø Hierarchical routing vFlow control (패킷)

Ø Window flow control Ø Traffic control packet

주소 패킷번호 상위계층의 헤더 Data 네트워크계층 헤더

q Network Layer

(8)

q Data Link Layer

v전송링크 상에서의 패킷 전송 Ø헤더와 꼬리

v데이터링크 프로토콜

ØABP(Alternating Bit Protocol) ØSRP(Selective Repeat Protocol) : ØGo Back N

데이터링크 계층 헤더

네트워크

계층 헤더 상위계층 헤더 Data Trailer

(9)

q Data Link Layer(cont’d)

(10)

계층간 상호기능

프 로 토 콜 엔 티 티

프 로 토 콜 엔 티 티 N_PDU

N_PDU

HHN_PDUN_PDU N 계층

N−1 계층

N−1 request N−1 confirm N−1 response N−1 indication N−1 서 비 스

q 계층형 구조의 체계적인 표현

(11)

헤더 씌우기 (Encapsulation)

N_PDU

N_PDU Header

N−1_PDU N 계층

N−1 계층 +

TCP/IP 프로토콜의 운영환경

Network

Host Host

Ftp Telnet

E-mail 응용 프 로 세 스

(12)

TCP/IP 계층별 주요기능

전달(TCP/UDP)계층 계 층 응용프로세스계층

기 능 응용프로세스간 정보교환

호스트간 메시지 단위의 정보교환 및 관리 IP 계층

네트워크접속 계층

노드사이의 네트워크를 통한 패킷 교환 단위 네트워크내의 물리적 네트워크 접속

TCP/IP 아키텍쳐

응 용 프 로 세 스 계 층

전 달 계 층

IP 계층

네 트 워 크 접 속 계 층

User process

TCP UDP

ICMP IP ARP

Network (Ethernet, FDDI 등 의

LAN과 WAN)

(13)

응용 프로세스 계층

q 응용 프로세스 계층 서비스

v ftp

v telnet, rlogin

v SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

전달 계층

q 전달계층

v TCP vs. UDP

Ø TCP (Transmission Control Protocol) Ø UDP (User Datagram Protocol)

TCP U D P

서 비 스 종 류 서 비 스 종 류

수 신 순 서 수 신 순 서

연 결 지 향 형 비 연 결 지 향 형

송 신 순 서 와 동 일 송 신 순 서 와 다 름 오 류 및 흐 름 제 어

오 류 및 흐 름 제 어 제 공 제 공 안 함

(14)

IP 계층

q IP (Internet Protocol)

v Message from TCP/UDP Packet v 패킷별 경로 선택

v OSI 네트워크계층에서의 흐름제어, 오류제어 같은 기능 없음 q ICMP (Internet Control Message Protocol)

v IP에서 발생하는 문제를 처리하기 위한 프로토콜 q ARP (Address Resolution Protocol)

v 호스트의IP주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속장치의 물리적 주소 로 번역해 주는 프로토콜

q IGMP (Internet Group Multicasting Protocol)

vLAN에 접속된 멀티캐스트 라우터가 특정 멀티캐스트 서비스를 받고자 하는LAN내부의 호스트들의 확인과 관리를 위한 프로토콜

네트워크 접속 계층

q 네트워크 접속계층 서비스

v Ethernet, Token ring, X.25, ATM, etc.

(15)

TCP/IP와 OSI모형의 구조 비교

응 용 계 층 응 용 계 층 OSI

응용프로세스계층 응용프로세스계층

네 트 워 크 접 속 계 층 네 트 워 크 접 속 계 층

TCP/IP

표 현 계 층 표 현 계 층 세 션 계 층 세 션 계 층 전 달 계 층 전 달 계 층 네 트 워 크 계 층 네 트 워 크 계 층 데 이 터 링 크 계 층 데 이 터 링 크 계 층

물 리 계 층 물 리 계 층

TCP/UDP 계층 TCP/UDP 계층

IP 계층 IP 계층

응용계층 프로토콜

Fall 2001

차 동 완

(16)

강의 내용

q 클라이언트/서버 모형

q 하이퍼텍스트 전송 프로토콜 (HTTP) q 전자우편 (SMTP)

q 파일전송 프로토콜(FTP)

q 동적 호스트설정 프로토콜 (DHCP) q 망 관리 프로토콜 (SNMP)

클라이언트 -서버 모델

q Client-Server Model

v 사용자측의 응용 프로그램(client)이 제공자측의 원격호스트에게 서비스를 요구하고, 이에 따라 제공자측의 대응 응용프로그램 (server)에서 서비스를 제공

q Client-Server 통신 설정

v Server : 수동적 연결설정 v Client : 능동적 연결설정 q Client-Server 모델의 종류

v 순차적 모드, 동시모드 v 연결형, 비연결형

(17)

비연결형 순차서버

q 서 버 는 UDP 데 이 터 그 램 으 로 요 청 을 받 아 처 리 한 후UDP 데 이 터 그 램 으 로 응 답

q 다 른 데 이 터 그 램 은 저 장 장 소 에 서 대 기

q 서 버 는 하 나 의 well- known 포 트 사 용

연결형 동시서버

q 서 버 는 하 나 의well- known 포 트 와 여 러 개 의 임 시 포 트 를 사 용 q 서 버 는 연 결 별 로 하 나

의 버 퍼 를 가 짐 q 서 버 와 클 라 이 언 트 의

연 결 은 전 체 스 트 림 이 처 리 될 때 까 지 유 지

(18)

하이퍼텍스트 전송 프로토콜

q HTTP(Hyper-Text Transfer Protocol)

v Hyper Link를 통한 주로 텍스트 문서간의 빠른 이동이 주요 이슈 v 1993년에 HTTP 1.0이 문서로 공표, 1995년에 HTTP 1.1이 RFC

2068로 문서화

HTTP 동작과정

① 웹 서 버 는 실 행 되 어 있 는 상 태 로 규 정 된 포 트 에 서 대 기

② 웹 브 라 우 저(클 라 이 언 트 )가 웹 서 버 와 80번 well-known 포 트 를 통 하 여 TCP 연 결 을 설 정

③ 연 결 을 통 하 여 웹 브 라 우 저 와 웹 서 버 가 데 이 터 를 송 수 신

④ 웹 서 버 는 웹 브 라 우 저 에 게 응 답 을 보 낸 후TCP 연 결 을 해 제

(19)

HTTP 특징

q Stateless: 상 태 관 리 를 하 지 않 는 다 . q TCP 연 결 방 식

v 비 지 속 적(non-persistent) 연 결

v 지 속 적(persistent) 연 결: HTTP 1.1부 터 지 원

q FTP와 다 른 점 : HTTP는 하 나 의 TCP연 결 만 을 지 원 하 고, 보 완 적 인 제 어 기 능 이 없 다.

q SMTP와 다 른 점 : HTTP는 클 라 이 언 트 와 서 버 간 에 양 방 향 으 로 전 송 되 며, 서 버 에 저 장 되 지 않 고 즉 시 전 달 된 다 .

HTTP 요청 메시지

공백 라인 GET /somedir/page.html HTTP/1.1 Connection: close

Accept: text/html, image/gif, image/jpeg If-modified-since : Sat, 7 Mar 2001 User-agent: Mozilla/4.0

요 청 라 인

헤더

몸체

(20)

HTTP 요청 메시지 (Cont’d)

공백 공백

요 청 종 류 URL HTTP 버전

•요 청 라 인 의 구 조

q GET q HEAD q POST

Connection: close

Accept: text/html, image/gif, image/jpeg If-modified-since : Sat, 7 Mar 2001 User-agent: Mozilla/4.0

•헤 더 의 내 용

정보전달 후 TCP폐쇄

수정날짜 확인 후 전송

처리 가능한 미디어형태 웹 브라우저

HTTP 응답 메시지

공백 라인 HTTP/1.1 200 OK

Connection: close

Date: Thu, 06 Aug 1998 12:00:15 GMT Server: Apache/1.3.0 (Unix)

Last-Modified: Sat, 7 Mar 2001 MIME-Version : 1.0

Content-Length: 6821 Content-Type: text/html

상 태 라 인

헤 더

몸 체

(21)

HTTP 응답 메시지 (Cont’d)

공백 공백

HTTP 버전 상 태 코 드 상태문구

•라 인 상 태 의 구 조

q 100~ : 정보전달 q 200~ : 요청성공

q 300~ : 클라이언트를 URL로 재지정 q 400~ : 클라이언트쪽에서의 오류 q 500~ : 서버쪽에서의 오류 Connection: close

Date: Thu, 06 Aug 1998 12:00:15 GMT Server: Apache/1.3.0 (Unix)

Last-Modified: Sat, 7 Mar 2001 MIME-Version : 1.0

Content-Length: 6821 Content-Type: text/html

•헤 더 의 내 용

q 서버 프로그램의 종류와 버전

q 마지막으로 수정된 날짜

q MIME 정보 : 버전, 정보길이, 종류

HTTP 동작과정 예-1

images/bg.jpeg images/mail02.jpeg

images/diary.jpeg images/boy2.jpeg menu.html

index.html

main.html

(22)

HTTP 동작과정 예-2

웹 브 라 우 저 웹 서 버

TCP 연결설정 TCP 연결설정 GET /~chungyj/ HTTP/1.1

GET /~chungyj/menu.html HTTP/1.1 HTTP/1.1 200 OK

HTTP/1.1 200 OK GET /~chungyj/main.html HTTP/1.1

GET /~chungyj/images/boy2.jpeg HTTP/1.1 HTTP/1.1 200 OK

HTTP/1.1 200 OK GET /~chungyj/images/bg.jpeg HTTP/1.1

GET /~chungyj/images/mail02.jpeg HTTP/1.1 HTTP/1.1 200 OK

HTTP/1.1 200 OK GET /~chungyj/images/diary.jpeg HTTP/1.1

TCP 연결종료 HTTP/1.1 200 OK

TCP 연결종료

HTTP 동작과정 예-3

GET /~chungyj/images/boy2.gif HTTP/1.1 Accept: */*

Accept-Language: ko Accept-Encoding: gzip, deflate

User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.01; Windows NT 5.0) Host: mis.ac.kr

Connection: Keep-Alive

HTTP/1.1 200 OK

Date: Tue, 10 Apr 2001 07:29:30 GMT

Server: Apache/1.3.14 (Unix) tomcat/1.0 PHP/4.0.4 Last-Modified: Thu, 08 Mar 2001 18:21:56 GMT ETag: "47402-4bc-3aa7cdc4"

Accept-Ranges: bytes Content-Length: 1212 Keep-Alive: timeout=15, max=97 Content-Type: image/gif Binary data

웹 브 라 우 저 웹 서 버

Ú한 TCP를 통 해 서 다수의 객 체 를 전 송

(23)

브라우저 캐시 사용 (예)

웹 브 라 우 저 웹 서 버

Ú 한 브라우저의 캐 시 에 방 문 한 사 이 트 의 파일들을 저장하여 재 방 문 하 는 경우에 파 일 전 송 량 을 줄 임

GET /~chungyj/images/boy2.gif HTTP/1.1 Accept: */*

Referer: http://mis.pufs.ac.kr/~chungyj/menu.html Accept-Language: ko

Accept-Encoding: gzip, deflate

If-Modified-Since: Thu, 08 Mar 2001 18:21:56 GMT If-None-Match: "47402-4bc-3aa7cdc4“

User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.01; Windows NT 5.0) Host: mis.pufs.ac.kr

Connection: Keep-Alive HTTP/1.1 304 Not Modified Date: Tue, 10 Apr 2001 15:03:26 GMT

Server: Apache/1.3.14 (Unix) tomcat/1.0 PHP/4.0.4 Connection: Keep-Alive

Keep-Alive: timeout=15, max=98 ETag: "47401-3268-3aa7cdc4"

프록시 (Proxy) 서버 사용

q 프록시 서버

v 자주 접속하는 웹 서버의 콘텐츠를 임시로 저장하는‘네트워크 캐시’

(24)

쿠키 (Cookie) 사용

q 브 라 우 저 에 서 웹 서 버 로 정 보 를 전 달 하 기 위 한 규 격

q “HTTP State Management Mechanism” (RFC 2109)

q 브 라 우 저 는 쿠 키 의 길 이 와 유 효 기 간, path, domain 등 을 확 인 한 후 특 정 디 렉 토 리 에 저 장

인증 (Authentication) 사용

q 웹 서 버 에 서 보 안 이 필 요 한 정 보 에 대 한 접 속 을 인 가 된 사 용 자 에 게 만 허 용 q HTTP 1.0에 서 는 기 본 접 속 인 증 (Basic

Access Authentication)만 정 의 q HTTP 1.1에 서 프 록 시 인 증 (Proxy-

Authentication)과 MD5를 통 한 사 용 자 인 증(Digest Access Authentication)이 추 가

(25)

전자우편 (E-mail) 서비스

q 사용자 에이전트(User Agent; UA)

v MS outlook, Netscape Messenger, Eudora, elm 등 q 메일 서버(Mail Server)

v 사용자의 메시지를 보관하고 외부로 전송될 메시지를 임시저장 하기 위한 대기열(Queue)을 가지고 있음

q 프로토콜 집합

v SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

Ø UA와 서버 또는 서버와 서버 간의 메시지 전송을 위한 프로토콜 v POP (Post Office Protocol), IMAP (Internet Mail Access Protocol)

Ø 사용자가UA를 통해 수신된 메일을 확인하기 위한 프로토콜

전자우편 서비스의 구성요소

(26)

전자우편 메시지 형식

MAIL FROM : chungyj@pufs.ac.kr RCPT TO : mgyoon@mail.hangkong.ac.kr From : Yongjoo Chung

To : Moongil Yoon Date : 2/28/2001 Subject : Internet Book

Dear Dr. Yoon

I will complete this work by the end of this semester.

…

Yours sincerely

헤 더(header) 봉 투(envelope)

몸 체(body)

메 시 지(message)

MTA간의

전자우편

전달과정

(27)

ESMTP (Extended SMTP)

M T A 클 라 이 언 트

M T A 서 버

2 2 0 ( S e r v i c e R e a d y )

E H L O : taejo . p u f s . a c . k r

2 5 0 - taejo . p u f s . a c . k r

연 결

2 5 0 - H E L P

2 5 0 - S I Z E 4 6 1 5 4 9 0 2 5 0- 8 B I T M I M E

q SMTP의 확 장 으 로 1993년 RFC 1425로 공 표

q HELO 명 령 어 를 확 장 하 여 서 버 에 관 한 정 보 를 사 전 에 클 라 이 언 트 에 게 알 림 q SMTP와 동 일 한 25번 well-

known 포 트 번 호 를 사 용

MIME

q MIME (Multipurpose Internet Mail Extension)

E-mail Body MIME-Version : 1.1

Content-Type: type/subtype : parameters Content-Transfer-Encoding : encoding type Content-Id: message id

Content-Description : textual explanation E-mail Header

MIME 헤더

(28)

MIME 헤더

q MIME-Version q Content-Type

v 데이터의 유형을 나타내며, 데이터를 우선 7개의 유형(Type)으로 구분 하고, 유형별로 세분하여 서브유형(Subtype)을 추가로 정의

q Content-Transfer-Encoding

v 메시지를0과 1로 인코딩하는 방법을 정의하는데 7비트, 8비트, Binary, Base24, Quoted-printable 등 5개의 인코딩 방법이 주로 사용

q Content-Id

v 메시지를 유일하게 정의하기 위한 선택사항 필드이지만message 유형 이 혼재한 상황에서는 필수 사항

q Content-Description

v 몸체에 담고 있는 정보의 내용을 보충 설명하기 위한 선택필드

MIME Content-Type

일 반 적 으 로 바 이 너 리 파 일 Octet-stream

Adobe Postscript Postscript

Application

8khz의 음 성 Basic

Audio

비 디 오 가MPEG 포 맷 MPEG

Video

그 림 이GIF 포 맷 GIF

그 림 이JPEG 포 맷 JPEG

Image

몸 체 가 다 른 메 시 지 에 대 한 참 조 일 때 External-Body

몸 체 가 한 메 시 지 의 일 부 분(fragment; 조 각) 일 때 Partial

다 른 메 시 지 를 포 함 하 고 있 을 때 RFC822

Message

동 일 한 메 시 지 를 서 로 다 른 버 전 으 로 전 송 Alternative

mixed와 유 사 하 지 만 기 본(default) 유 형 이 message/RFC822이 다.

Digest

부 분 들 의 순 서 가 없 다 는 것 외 에 는mixed와 동 일 Parallel

서 로 다 른 데 이 터 타 입 의 부 분 들 을 순 서 적 으 로 포 함 하 고 있 을 때 사 용 Mixed

Multipart

Richtext의 단 순 화 된 버 전 Enriched

진 한 글 자, 이 탤 릭, 밑 줄 등 의 간 단 한 포 맷 을 지 원 하 는 문 자 Richtext

7비 트 ASCII Plain

Text

Subtype 설 명 Type

(29)

POP3/IMAP

q 전자우편의 전달과정

파일 전송 프로토콜 (FTP)

q FTP(File Transfer Protocol)

v 클라이언트와 서버 호스트간에 파일을 복사해 주는 프로토콜로 서TCP/IP에 의해 제공

v 2개의 TCP 연결을 설정 Ø 데이터 전송 Ø 제어정보 전달

(30)

FTP 연결 설정

제어 프로세스

데이터전송 프로세스

제어 프로세스

데이터전송 프로세스 21 수동연결

제어 프로세스

데이터전송 프로세스 21 능동연결

53610 클라이언트

클라이언트

서 버

서 버 a. 서버에 의한 수동적 연결

b. 클라이언트에 의한 능동적 연결

제어 프로세스

데이터전송 프로세스 21

제어 프로세스

데이터전송 프로세스 20 53610

클라이언트

서 버

서 버 a. 클라이언트에 의한 수동적 연결 및 임시포트번호 전달

b. 서버에 의한 능동적 연결 54000

수동연결 PORT 54000

21 53610

54000

•FTP 제 어 연 결 설 정 •FTP 데 이 터 연 결 설 정

FTP를 통한 파일 전송과정 (예)

제어 프로세스

클라이언트 서버 클라이언트 서버

220 (Service Ready) USER chungyj 331 ( User name OK Password?)

PASS ****

230 ( User Login OK) PORT 1234 150 ( Data connection will open)

TYPE I 200 ( OK) STOR /usr/user/files

250 ( OK)

QUIT 221 ( Service closing) 226(Closing data connecton)

Records of files Records of files

(31)

동적 호스트 설정 프로토콜 (DHCP)

q DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

v 네트워크접속을 동적으로 설정하기 위한 프로토콜 v BOOTP(Bootstrap Protocol)의 확장

v 2개의 데이터베이스 존재 Ø 활용 가능한IP 주소 집합

Ø 물리적 주소와IP 주소를 정적으로 매칭시킨 테이블

v DHCP 클라이언트가 IP주소를 요청하면 DHCP 서버는 모아 논 주소 중 하나를 클라이언트에게 할당하고, 클라이언트는 협의된 기간동안 그 주 소를 사용

DHCP 동작과정

(32)

망 관리 프로토콜 (SNMP)

q SNMP (Simple Network Management Protocol)

v TCP/IP를 사용하는 네트워크의 각종 S/W 및 H/W들을 관리하기 위한 프로토콜

SNMP 메시지

(33)

MIB과 SMI

q MIB (Management Information Base) v 네 트 워 크 관 리 에 필 요 한 모 든 정 보 를 객 체

의 형 태 로 표 현 하 여 보 관 하 고 있 는 저 장 소 (Archive)

v 계 층 적 트 리 구 조 형 태 로 배 열

q SMI (Structure of Management Information) v MIB에 서 사 용 될 수 있 는 자 료 의 형 태, MIB의

구 성 객 체 들 의 표 현 및 명 칭 등 에 대 한 내 용 을 기 술

UDP & TCP

Fall 2001

차 동 완

(34)

강의 내용

q

프로세스간 통신

q

전달계층 동작과 기능

v 캡슐화, 역 캡슐화 v 큐잉(Queuing) v 다중화, 역 다중화 q

TCP

q

UDP

프로세스간 통신

q

네 트 워 크 계 층 프 로 토 콜

(IP)

v 호 스 트-대-호 스 트 통 신 관 장

v 목 적 지 호 스 트 까 지 패 킷 전 달

q

전 달 계 층 프 로 토 콜

(TCP, UDP)

Ú “클 라 이 언 트 -서 버 모 델”

(35)

프로세스간 통신 (Cont’d)

q 전달 계층 프로토콜 TCP나 UDP 사용 q 포트(port) 개념 사용

v 클라이언트와 서버 프로세스 사이에 교환되는 모든 패킷의 헤더 에 송,수신측 포트번호 명시

q 응용 프로세스와 포트의 관계

응 용 프 로 세 스

포 트m …

…

TCP/UDP

응 용 프 로 세 스

포 트n …

…

TCP/UDP

프로세스간 통신 (Cont’d)

q 클라이언트-서버 모형

v개별 서버 응용 프로세스는 설정된 포트에서 대기 v클라이언트 응용 프로세스는 자신의 호스트 포트를 통해

서버 프로세스 측의 설정된 포트에 접속하여, 연결설정 요청 v서버 프로세스가 수락하면 본격적 통신 시작

Ú 포 트(Port) 이 용

(36)

포트 (Port) 이용

q 포트 (Port)

v 응용 프로세스를 식별하는데 사용하는 논리적인 장소 v 16 비트로 표시되어 65,536까지의 번호 사용

v 정해진(Well-known) 포트

ØE-mail, WWW, FTP, Telnet 등의 일반적인 서버 프로세스에 할당 Ø모든 호스트에서 동일한 포트번호 사용

Ø이를 위한 용도로1,023번 이하의 포트 번호를 할당

(e.g) FTP 서버 프로세스: 21번, 웹 서버 프로세스: 80번 포트 v 임시(Ephemeral) 포트

Ø 클라이언트 프로세스, 표준화 되지 않은 서버 프로세스가 사용

포트 이용 (Cont’d)

q 서버 프로세스 종류에 따른 사용포트 구분

v UDP를 사 용 하 는 비 연 결 형 순 차 서 버

à 대기하고 있던 well-known 포트 계속 사용 v TCP를 사 용 하 는 연 결 형 동 시 서 버

à 클라이언트가 well-known포트로 접속하면 OS로부터 새로운 임시포트 할당.

(37)

IP 주소와 포트 번호의 관계

전달 계층의 동작과 기능

q 캡슐화와 역캡슐화

v TCP의 경우: 세그먼트(Segment) 단위로 분할 v UDP의 경우: 분할하지 않고 UDP 헤더만 추가 q 큐잉 (Queuing)

v 포트마다 메시지 대기용 입력 큐,출력 큐 할당 q 다중화와 역다중화

v 송신측에서UDP나 TCP는 다중화 기능을 수행하고, 반대로 수신 측에서는 역다중화 기능을 수행

(38)

캡슐화 /역캡슐화 (UDP 경우 예)

큐잉 (UDP 경우 예)

(39)

TCP 서비스

q End-to-end connection을 통한 신뢰성 있는 데이터 전송 서비스 제공

v 스 트 림(Stream) 데 이 터 서 비 스

Ø송신TCP : 데이터 스트림을 쪼개서 세그먼트 형성, 전송 Ø수신TCP : 세그먼트들을 순서대로 조립, 응용 프로세스에 전달 Ø버퍼사용

v 전 이 중(Full Duplex) 서 비 스 Ø데이터 동시에 양방향 전송 가능 v 신 뢰 성(Reliable) 서 비 스

Ø 오류제어 기능을 통해 오류 발생시 재전송 요구

TCP 세그먼트 형식

(40)

TCP 세그먼트 옵션(Option)

q 1 바이트 옵션

v 옵션 끝 (end of option) v 무 동작 (no operation) q 다중 바이트 옵션

v 최대 세그먼트크기(Maximum Segment Size: MSS)

Ø목적지에서 수신할 수 있는 세그먼트 데이터 부분의 최대 크기 정의 v 윈도우 확장인자(Window Scale Factor)

Ø기본헤더의 윈도우 크기 증대 v 타임스탬프(Time Stamp)

Ø재전송을 위한 타임아웃 길이 결정

TCP 세그먼트 옵션 (예)

Ú 최 대 세 그 먼 트 크 기

Ú 윈 도 우 확 장 인 자 옵 션

Ú 타 임 스 탬 프 옵 션

(41)

TCP 흐름제어

q 목적지에서의 오버플로우(Overflow)를 예방하고 네트웍 혼잡도 일정 수준 이하로 유지

Ú 슬 라 이 딩 윈 도 우 프 로 토 콜(Sliding Window Protocol) 사 용

윈도우 크기 관리

q 윈도우의 크기는 수신측에 의해서 결정되고, 확인응답 세그먼트를 통해 송신TCP에게 통보

(42)

TCP 오류제어

q 오류 발생

v 훼손 세그먼트 v 손실 세그먼트 v 중복 세그먼트

v 순서가 어긋난 세그먼트 v 확인 응답의 손실 q 오류 발견과 정정

v 검사 합(Checksum), 확인(Acknowledgment), 타임아웃(Timeout) 을 통하여 오류를 발견

v 오류정정은 단순히 해당 세그먼트 재전송

훼손 세그먼트 (오류발생 예)

(43)

TCP 연결 방식

q 연결 설정

v 서버 프로세서가 자신의TCP에 게 수동개방(passive open) 요청 v 클라이언트 프로세스가 서버의

TCP에게 능동개방(active open) 요구

v 3단계 핸드셰이크(three way handshaking) 과정을 통해 연결 설정

• Three-way Handshaking

TCP 연결 방식 (Cont’d)

q 연결 종료

v 클라이언트, 서버 어느쪽에서 도 종료가능

v 양방향의 연결종료를 위해 4 단계 핸드셰이크 과정 필요

• Four-way Handshaking

(44)

TCP 혼잡제어

q 혼잡(Conjestion) 현상

v 라우터가 처리할 수 있는 속도보다 빨리 데이터그램을 수신하는 경우에 발생

q 혼잡 제어

v 수신TCP가 알려주는 윈도우크기와 혼잡 윈도우크기 중 작은 값 을 윈도우크기의 실제 값으로 결정

q 혼잡 윈도우크기 결정 방식

v 증가방식 v 감소방식

Ø임계치를 기존의 반으로 줄임

• 윈도우 크기 증 가 방 식

검사 합 (Checksum)

(45)

검사 합의 계산 대상

• TCP(UDP) v.s IP

TCP 경우

IP 경우

TCP 타이머

q 재전송(retransmission) 타이머

v 세그먼트 전송의 확인응답을 기다리는 시간 v 왕복시간(RTT) 값에 연동하여 동적으로 변경 q 안정화(persistence) 타이머

v 송신TCP가 마냥 기다리는 교착상태 방지 q 킵얼라이브(keepalive) 타이머

v 두 호스트간에 설정된TCP연결이 오랜 시간동안 idle한 상태로 있 는 것을 방지

q 시간-대기(time-waited) 타이머

(46)

UDP 서비스

q 산발적,개별적으로 발생하는 작은 메시지 전송용 비연결 형 서비스 제공

q 흐름제어, 오류제어 등의 신뢰성 있는 전송기능 제공하 지 않음

q 최근 VoIP, 인터넷 방송 등의 실시간성 서비스의 활성화 로 사용빈도가 높아짐

q SNMP, RIP 등의 응용계층 프로토콜에서 주로 이용

UDP 세그먼트 형식

Ú UDP에서는 Checksum은 선택사항

q 8바이트의 고정길이 헤더