정보처리기사 필기 무료강의 제5과목[DC-08강] 정보(데이터)통신 프로토콜

[DC-08강] 정보(데이터)통신 프로토콜

 

[DC-08강]통신프로토콜.pdf

0.09MB

학습내용
☞ 통신 프로토콜
학습목표
☞ 프로토콜에 대한 개념을 이해할 수 있다. 
 OSI7 계층에 대한 개념과 종류를 이해 할 수 있다. 학습내용
1. 프로토콜
(1) 프로토콜(Protocol) 
1) 둘 이상의 컴퓨터 사이에 데이터 전송을 할 수 있도록 미리 정보의 송ㆍ수신측에서 정해둔 통신 규칙 
2) 정보통신을 위해 통신을 원활하게 수행할 수 있도록 해주는 통신 규약 
3) 통신을 제어하기 위한 표준적인 규칙과 절차의 집합 
4) 서로 다른 시스템 간에 존재하는 두 실체(Entity)간에 정확하고 효율적인 정보전송을 위한 일련의 절차나 규범의 집합
5) 계층 구조를 독립화하여 설계 및 유지보수가 간편
※ 시스템과 실체
① 시스템(System) : 컴퓨터, 단말기
② 실체(Entity) : 사용자 응용 프로그램, 파일 전송 패키지, Database 관리 시스템 
(2) 프로토콜의 기본요소 
1) 구문(Syntax) : 전송하고자 하는 데이터의 형식, 부호화, 신호 레벨 등을 규정
2) 의미(Semantic) : 전송제어와 오류관리를 위한 제어정보를 포함 
3) 타이밍(Timing) : 기기 간의 통신 속도, 메시지 순서 제어 등을 규정 
(3) 프로토콜의 기능 
1) 동기 제어(Synchronization Control) 2) 분리와 재결합
3) 흐름 제어(Flow Control) 4) 순서 제어(Sequencing)
5) 주소 지정(Addressing)
6) 요약화(캡슐화, Encapsulation)
① 분리된 데이터에 프로토콜 제어 정보, 에러 검출 코드, 송 ․ 수신지 주소 등의 제어 정보를 부가하는 것
② 송신기에서 발생된 정보의 정확한 전송을 위해 사용자 정보에 헤더(header)와 트레일러(trailer)를 부가하는 과정 
7) 에러 제어(Error Control) 
• 정보 전송시 데이터 및 제어 정보의 오류에 대비하기 위한 것
8) 경로 제어(Routing)
9) 다중화(Multiplexing)

(4) 프로토콜의 전송 방식 
1) 문자 방식 : 전송 제어 문자를 사용하여 프레임의 시작과 끝을 나타내는 방식 
2) 바이트 방식 : 프레임의 헤더에 프레임의 제어 정보를 삽입하여 전송하는 방식 
3) 비트 방식
① 특정한 플래그를 정보 메시지의 처음과 끝에 포함시켜 전송하는 방식
② HDLC와 SDLC가 있음
※ 계층화 된 프로토콜의 장점 
1) 모듈화에 의한 전체 설계가 쉬움
2) 다른 기종간의 호환성 유지가 쉬움
3) 한 계층을 수정할 때 다른 계층에 영향을 주지 않음
2. OSI 참조 모델 7계층
OSI(Open System Interconnection) 참조 모델 7계층
 - 서로 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제표준화기구)에서 제안한 통신 규약으로, 
 7단계로 표준화 하여 규정
(2) OSI 7계층 구조 

1) Layer1 : 물리 계층(Physical Layer) 
① 전기적, 기능적, 절차적 기능 정의
② 장치와 전송매체 간의 인터페이스 특성 규정, 전송 매체의 유형 규정, 전송로의 연결 ․ 유지 및 해제를 담당
③ 관련 표준 : RS-232C, X.21 등
① 2개 인접된 호스트(Host) 간에 데이터의 전송을 행하고 전송에러를 제어 
② 신뢰성 있고 효율적인 프레임 데이터 전송
③ 논리 링크 제어 및 매체 액세스 제어 
④ 프레임 동기(순서 제어), 흐름 제어, 전송 제어를 통해 링크의 효율성을 향상 
⑤ 오류제어(에러 검출 및 정정)
⑥ 관련 표준 : HDLC, LAP-B, LLC, LAPD, ADCCP 등

 

2) Layer2 : 데이터 링크 계층(Data Link Layer) 
① 2개 인접된 호스트(Host) 간에 데이터의 전송을 행하고 전송에러를 제어 
② 신뢰성 있고 효율적인 프레임 데이터 전송
③ 논리 링크 제어 및 매체 액세스 제어 
④ 프레임 동기(순서 제어), 흐름 제어, 전송 제어를 통해 링크의 효율성을 향상 
⑤ 오류제어(에러 검출 및 정정)
⑥ 관련 표준 : HDLC, LAP-B, LLC, LAPD, ADCCP 등
※ LAP-B(Link Access Procedure on Balanced) : X.25 패킷 교환망 표준의 한 부분으로 
 ITU-T에 의해 개발되어진 비트 동기 제어 프로토콜
3) Layer3 : 네트워크 계층(Network Layer)
① 네트워크 연결을 설정, 유지, 해제하는 기능
② 통신 시스템간의 경로 설정 및 네트워크 연결 관리
③ 패킷 정보를 전송 
④ 정보 교환과 중계 기능
⑤ 통신 트래픽의 흐름을 제어
⑥ 통신 중에 패킷의 분실로 재전송을 요청할 수 있는 오류제어 기능
⑦ 관련 표준 : X.25, IP 등
4) Layer4 : 트랜스포트(전송) 계층(Transport Layer) 
① 네트워크 종단(end)시스템간의 데이터를 일관성 있게 전송 
② 종점 간(end-to-end) 전송 연결 설정, 데이터 전송, 전송 연결 해제
③ 오류 수정과 흐름 제어를 수행
④ 신뢰성 있고 투명한 데이터 전송을 제공
⑤ 전송 데이터의 다중화 및 중복 데이터 검출, 누락 데이터 재전송
⑥ 네트워크를 A, B, C형의 3개의 타입으로 나누고, 서비스 등급인 Class를 0~4까지 5개로 
 나누어 응용프로세스에게 일정한 전송 품질(QoS)을 제공
 (예를 들어 Class 0의 경우 기본 커널 기능만 수행)
⑦ 관련 표준 : TCP, UDP 등 
5) Layer5 : 세션 계층(Session Layer) 
① 프로세스 간에 연결을 확립, 관리, 단절시키는 수단을 제공
② 대화를 구성하고, 동기를 취함 (통신 시스템간의 회화 기능 제공)
③ 데이터교환을 관리하기 위한 수단을 제공
④ 전송하는 정보의 일정한 부분에 체크 점(check point)을 둠
⑤ 소동기점과 대동기점을 이용하여 회화 동기를 조절
6) Layer6 : 프레젠테이션 계층(Presentation Layer) 
① 접속 설정 기능 
② 문맥 관리 기능 
③ 정보 전송 기능 
④ 데이터 암호화 및 압축 수행
⑤ 데이터 표현 형식의 설정 및 제어
⑥ 코드 변환

7) Layer7 : 응용 계층(Application Layer) 
① 사용자에게 응용서비스를 제공 
② 관련 표준 : FTP 등
※ 서비스 접근점(SAP, Service Access Point) 
 - 상위 계층과 바로 밑의 하위 계층의 통신 경계점(인터페이스)
(3) OSI 7계층 모델의 목적 
1) 시스템 상호간을 접속하기 위한 개념을 규정
2) OSI 규격을 개발하기 위한 범위를 정함
3) 관련 규격의 적합성을 조정하기 위한 공통적인 기반을 제공
(4) OSI 7계층 모델 구조의 원칙 
1) 적절한 수의 계층을 두어 시스템의 복잡도를 최소화 함
2) 서비스접점의 경계를 두어 되도록 적은 상호작용이 되도록 함
3) 인접한 상ㆍ하위 계층 간에는 인터페이스를 둠
3. X.25 패킷 교환 네트워크 
1) X.25
1) 패킷망으로 정보를 전송할 때 패킷 터미널을 제안한 표준 규격안 
2) 공중 데이터망에서의 패킷형태를 위한 DTE와 DCE의 인터페이스 규격을 포함하고 있는 
 ITU-T 권고안 
(2) X.25의 특징 
1) 사용자 장치(DTE)와 패킷 네트워크 노드(DCE) 간의 데이터 교환 절차를 정의
2) 1976년에 처음 승인한 국제 표준 프로토콜로, 호환성이 뛰어남
3) X.25의 가장 중요한 사항은 패킷들이 하나의 경로를 공유할 수 있도록 하는 다중화 기능임 
4) 에러 검출 기능이 뛰어나 신뢰성이 높음
(3) X.25의 계층 구조 

4. TCP/IP
(1) TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
 - 인터넷에서 사용하고 있는 프로토콜로서 서로 다른 기종의 컴퓨터들 간에 데이터 
 송 ․ 수신이 가능하도록 해주는 표준 프로토콜
(2) TCP/IP 특징 
1) TCP 프로토콜과 IP 프로토콜의 결합적 의미로서 TCP가 IP보다 상위층에 존재
2) OSI 표준 프로토콜과 가까운 망구조를 가지고 있음
3) UNIX 운영체제가 탑재된 워크스테이션이나, 미니컴퓨터를 주축으로 하여 운영
4) 인터넷 프로토콜이라고도 불림
5) 네트워크 환경에 따라 여러 개의 프로토콜을 허용함
(3) TCP/IP의 기능 
1) TCP(Transmission Control Protocol) 
① OSI 7계층 참조모델의 전송 계층(Layer4)에 해당함
② 신뢰성 있는 연결형 서비스 제공
③ 접속형(Connection-Oriented) 서비스
④ 전이중(Full-Duplex) 전송 서비스
⑤ 신뢰성(Reliability) 서비스
⑥ TCP 헤더에 포함되는 정보 : 긴급 포인터, 순서 번호, 체크섬 
2) IP(Internet Protocol)
① OSI 7계층 참조모델의 네트워크 계층(Layer3)에 해당함 
② 비연결형 서비스 제공 
(4) 계층 구조

1) 응용 계층(Layer4) : 응용 프로그램 간의 데이터 송 ․ 수신 제공 
① FTP(File Transfer Protocol) : 파일 전송 프로토콜
② SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) : 전자우편을 전송할 때 이용되는 표준 프로토콜 
③ SNMP(Simple Network Management Protocol) : 간이 망 관리 프로토콜
④ TELNET(TELecommunication NETwork) : 원격지의 호스트 컴퓨터에 접속할 때 지원되는 표준 프로토콜 

 

2) 전송 계층(Layer3) : 호스트들 간의 신뢰성 있는 통신 제공 
① TCP(Transmission Control Protocol) 데이터 전달의 신뢰성을 위해 연결성 방식을 사용
② UDP(User Datagram Protocol) 데이터의 전달을 위해 비연결성 방식을 사용
3) 인터넷(네트워크) 계층(Layer2) : 주소 지정, 경로 설정 
① IP(Internet Protocol) 여러 개의 패킷 교환망들의 상호 연결을 위한 범용 비연결성 프로토콜 
• 호스트의 주소 지정 
• 패킷 절단
• 전송 경로의 논리적 관리
② ICMP(Internet Control Message Protocol) : 인터넷 제어 메시지 프로토콜 
③ IGMP(Internet Group Management Protocol) : 인터넷 그룹 관리 프로토콜
④ ARP(Address Resolution Protocol) : 주소 분석 프로토콜 
⑤ RARP(Reverse Address Resolution Protocol)
 - 호스트의 물리적 주소로부터 IP 주소를 구할 수 있도록 하는 프로토콜 
4) 링크 계층(Layer1) : 실제 데이터(프레임)를 송 ․ 수신하는 역할
※ PPP(Point to Point Protocol) : 인터넷 접속 환경을 구현해주는 통신 규약 
① 다중 프로토콜을 지원 ② 압축 기능 지원
③ 동기/비동기 회선 모두를 통하여 전송
※ IP의 라우팅 프로토콜 
① IGP ② RIP ③ EGP
5. 정보 통신 관련 표준안 제정 기구
(1) 국제표준화기구(ISO, International Organization for Standardization)
(2) 국제전기통신연합 전기통신표준화 부문
 (ITU-T, International Telecommunication Union -Telecommunication 
 Standardization Sector) : 통신 방식과 시스템의 표준화
1) 주요 ITU-T 권고안 
① I 시리즈 : ISDN에 관한 권고
② X 시리즈 : 공중 데이터망(PSDN)을 통한 데이터 전송에 관한 권고
③ V 시리즈 : 공중 전화망(PSTN)을 통한 데이터 전송에 관한 권고 
④ T 시리즈 : 텔레매틱 서비스를 위한 단말 장치와 프로토콜에 관한 권고
⑤ X.400 계열 : 메시지 통신 처리 시스템(MHS)에 대한 권고안 
※ 메시지 통신 처리 시스템(MHS) 
① ITU-T가 공중망 서비스 부분에서 표준화를 진행하고 있는 전자우편 시스템
② 다양한 부가서비스를 제공
③ 동보 기능이 다양함
④ 다른 텔레매틱 서비스와 상호 접속이 가능
(3) 국제전기표준협회(IEC, International Electrotechnical Commission)
 - 전기 전자 분야에서 국제 규격의 조정과 통일을 목적으로 설립
(4) 미국표준기구(ANSI, American National Standards Institute) : 미국의 공업 표준 기구

 

(5) 전자공업협회(EIA, Electronic Industries Association)
 - 전자 기기의 규격 설정 및 통신 조건을 표준화
(6) 전기전자기술자협회(IEEE, Institute of Electric and Electronic Engineers)
 - ANSI에 의해 미국국가표준을 개발하도록 인증받은 전문 기구
(7) IETF(Internet Engineering Task Force)
 - 변화하는 망 환경에 따라 새로운 기술을 제시하고 인터넷 표준안을 제정하기 위한 기술 위원회 
요점정리
1. 프로토콜에 대한 개념에 대해 정리합니다. 2. OSI7 계층에 대한 개념과 종류를 정리해둡니다. 다음차시예고
수고하셨습니다. 다음 9주차에서는 “정보 통신망과 인터넷”에 대해서 학습하도록 하겠습니다.