1. TCP/IP 4계층 모델

계층 구조

인터넷 프로토콜스위트

: 인터넷에서 컴퓨터들이 서로 정보를 주고받는데 쓰이는 프로토콜의 집합
(네트워크 프로토콜 ? 다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스. IEEE / IETF 표준화 단체에서 지정. 이를 통해 제조 기업이 다른 장치라도 서로 데이터 수신 가능. ex. HTTP)

TCP/IP 4계층

1. 애플리케이션 계층
   : FTP, HTTP, SSH, SMTP, DNS 등 응용 프로그램이 사용되는 프로토콜 계층. 웹 서비스, 이메일 등 서비스를 실질적으로 사람들에게 제공하는 층
2. 전송 계층
   : 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공. 애플리케이션과 인터넷 계층 사이의 데이터가 전달될 때 중계 역할. TCP(패킷 간 순서 보장), UDP(보장x)가 대표적.
3. 인터넷 계층
   : 장치로부터 받은 네트워크 패킷을 IP 주소로 지정된 목적지로 전송하기 위해 사용되는 계층. 패킷을 수신해야 할 상대의 주솔르 지정해 데이터를 전달.
4. 링크 계층 (=네트워크 접근 계층)
   : 전선, 광섬유, 무선 등으로 실질적으로 데이터 전달. 장치 간에 신호를 주고받는 '규칙'을 정하는 계층.

OSI 7계층

TCP/IP의 일부 계층을 상세히 분할하여, 특정 계층이 변경되었을 때 다른 계층이 영향 받지 않도록 유연하게 설계(ex. TCP를 UDP로 변경해도 인터넷 웹 브라우저를 다시 설치하지 않아도 됨).

• TCP/IP의 애플리케이션 계층을 3단계로 분할
  1) 애플리케이션 계층
  2) 프레젠테이션 계층
  3) 세션 계층
• 전송 계층은 TCP/IP와 동일
  4) 전송 계층
• TCP/IP의 인터넷 계층과 명칭만 다름
  5) 네트워크 계층
• TCP/IP의 링크 계층을 2단계로 분할
  6) 데이터 링크 계층
  : '이더넷 프레임'을 통해 에러 확인, 흐름제어, 저근 제어를 담당하는 계층
  7) 물리 계층
  : 무선 LAN과 유선 LAN을 통해 0과 1로 이뤄진 데이터를 보내는 계층

유선 LAN (IEEE802.3)

전이중화 통신

양쪽 장치가 동시에 송수신할 수 있는 방식. 송신로와 수신로로 나눠서 데이터를 주고받으며 현대의 고속 이더넷은 이 방식을 기반으로 통신.

유선 LAN을 이루는 케이블

1. 트위스트 페어 케이블
2. 광섬유 케이블

무선 LAN (IEEEE802.11)

반이중화 통신

양쪽 장치는 서로 통신할 수 있지만, 동시에는 통신할 수 없어 한 방향만 통신할 수 있는 방식.

1. CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
   반이중화 통신에 해당. 데이터를 보낸 이후 충돌이발생하면 일정 시간 이후 재전송하는 방식.
2. CSMA/CA
   반이중화 통신에 해당. 장치에서 데이터를 보내기 전에 캐리어 감지 등으로 사전에 가능한 한 충돌 방지하는 방식.

무선 LAN을 이루는 주파수

5GHz 대역 상ㅇ. 사용 가능한 채널수도 많고 동시 사용할 수 있기에 상대적으로 깨끗한 전파 환경 구축 가능.

와아파이

전자기기들이 무선 랜 신호에 연결할 수 있게 하는 기술. 공유기라는 무선 접속 장치가 있어야 함. 유선 랜에 흐르는 신호를 무선 랜 신호로 바꾸어 신호가 닿는 범위 내에서 무선 인터넷 사용 가능. 무선 랜을 이용한 기술은 이외에도 블루투스, 지그비 등이 있음.

BSS (Basic Service Set)

기본 서비스 집합. 단순 공유기를 통해 네트워크 접속하는게 아니라 동일 BBS 내에 있는 AP들과 장치들이 서로 통신 가능한 구조를 의미.

ESS (Extended Service Set)

하나 이상의 연결된 BSS 그룹. 장거리 무선 통신을 제공해 BSS 보다 많은 가용성, 이동성 지원. 사용자는 장소를 이동하며 중단없이 네트워크 연결 가능.

PPU (Protocol Data Unit)

네트워크의 계층간 데이터가 전달될 때의 단위. 계층마다 부르는 명칭이 다름.
1) 애플리케이션 ? "메시지"
2) 전송 ? "세그먼트(TCP), 데이터그램(UDP)"
3) 인터넷 ? "패킷"
4) 링크 ? "프레임(데이터 링크), 비트(물리)"

2. 네트워크 기기

네트워크 기기의 처리 범위

계층별로 처리할 수 있는 기기가 다름. 상위 계층을 처리하는 기기가 하위 계층 처리 가능하지만, 반대는 안됨.

1. 애플리케이션 계층 처리 기기

1. L7 스위치 : 로드밸런서라고 하며 서버의 부하를 분산하는 기기
2. L4 스위치 : 전송 계층을 처리하는 기기. 스트리밍 관련 서비스에서는 사용 불가하며 또한 메시지를 기반으로 인식 불가.

• 스위치 ? 여러 장비를 연결하고 데이터 통신을 중재하며 목적지가 연결된 포트로만 전기신호를 보내 데이터를 전송하는 토인 네트워크 장비
• 헬스 체크 ? L4 & L7 스위치 모두 헬스체크를 통해 서버 혹은 비정상적 서버를 판별. 전송 주기와 재전송 횟수 등을 설정한 이후 반복적으로 서버에 요청을 보내는 것

2. 인터넷 계층 처리 기기

1. L3 스위치 : L2 스위치 기능과 라우팅 기능을 갖춘 장비. 라우터와 같음.

• 라우터 ? 여러개의 네트워크를 연결, 분할, 구분시켜주는 역할. 다른 네트워크에 존재하는 장치끼리 서로 데이터를 주고받을 때 패킷 소모를 최소화하고 경로를 최적화해 최소 경로로 패킷을 포워딩하는 장비.

3. 데이터 링크 계층 처리 기기

1. L2 스위치 : 장치들의 mac 주소를 mac 주소 테이블을 통해 관리. 연결된 장치로부터 패킷이 왔을 때 패킷 전송 담당.
2. 브리지 : 두 개의 근거리 통신망을 상호 접속할 수 있도록 하는 통신망 연결 장치. 포트와 포트 사이 다리 역할.

4. 물리 계층 처리 기기

1. NIC (Network Interface Card) : 랜 카드라고도 하는 네트워크 인터페이스 카드. 2대 이상의 넘퓨터 네트워크 구성하는데 사용. 빠른 속도로 데이터 송수신이 가능해 컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드.
2. 리피터 (repeater) : 들어노느 약해진 신호 정도를 증폭해 다른 쪽으로 전달하는 장치.
3. AP (Access Point) : 패킷을 복사하는 기기. 유선 랜을 연결해 다른 장치에서 무선 랜 기술을 사용하여 무선 네트워크 연결 가능.

IP 주소

컴퓨터들 사이에 통신은 IP 주소 기반으로 통신한다고 알려져있지만, 정확히는 IP 주소에서 ARP를 통해 MAC 주로를 찾아 해당 주소를 기반으로 통신.

ARP (Address Resolution Protocol)

IP 주소로부터 MAC 주소를 구하는 IP와 MAC 주소의 다리 역할을 하는 프로토콜.

홉바이홉 통신

아이피 주소를 통해 통신하는 과정을 뜻함. 많은 서브네트워크 안에 있는 라우터의 라우팅 테이블 아이피를 기반으로 패킷을 전달, 라우팅을 수행하며 최종 목적직에 패킷 전달.

라우팅 테이블

송신지에서 수신지까지 도달하기 위해 사용되는 목적지 정보들과 거기로 가기 위한 벙법이 들어 있는 리스트.

게이트웨이

서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용해 네트워크 간 통신을 가능하게 하는 관문 역할. 컴푸터 or 소프트웨어를 두루 뜻하는 용어

IP 주소 체계

IPv4(123.45.67.89) vs IPv6(2001:db8::ff00:42:8329)로 나뉨

1. 클래스 기반 할당 방식
   : A/B/C/D/E 다섯개 클래스로 구분하는 방식. 아에 있는 부분을 네트워크 주소, 뒤에 있는 부분이 컴퓨터 부여 주소인 호스트 주소

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

IP 주소 및 기타 통신 매개변수를 자동으로 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜.

HTTP

HTTP/1.0

기본적으로 한 연결당 하나의 요청을 처리하도록 설계됨. RTT 증가를 불러오게 됨.

• RTT ? 패킷이 목적지에 도달하고 나서 다시 출발지로 돌아오기까지 걸리는 시간. 패킷 왕복 시간

해결 방법 ? 이미지 스플리팅, 코드 압축, 이미지 인코딩

HTTP/1.1

매번 TCP 연결하지 않고 한번 초기화 이후 여러 개의 파일을 송수신 가능해짐.

HTTP/2

상위 개념들보다 지연시간을 줄이고 응답 시간 빠름. 멀티플레싱, 헤더 압축, 서버 푸시, 요청 우선순위 처리 지원하는 프로토콜.

HTTPS

애플리케이션 계층과 전송 계층 사이에 신뢰 계층인 SSL/TLS 계층을 넣어 신뢰할 수 있게 만듦.

SSL/TLS 계층 : 보안 제공 프로토콜. 클라이언트와 서버가 통신시 제3자가 메시지를 도청하거나 변조하지 못하도록 함.

SEO를 도와줌!

대표적인 검색엔진 구글에서 SSL 인증서를 강조해왔듯이, 사이트 내 모든 요소가 동일하면 HTTPS 서비스 사이트가 그렇지 않은 사이트보다 SEO 순위가 높을 것이라고 공식 발표함.

• 도움되는 측면

1. 페이지 속도 개선
2. 사이트맵 관리

HTTPS 구축 방법

1. 직접 CA에서 구매해 인증키 기반으로 구축
2. 서버 앞단의 HTTPS 제공하는 로드밸런서 설치
3. 서버 앞단에 HTTPS 제공하는 CDN 설치

HTTP/3

HTTP/1.1 & HTTP/2와 함께 세계 전역 웹에서 정보를 교환하는데 사용되는 세번째 버전. 초기 연결 설정할 때 지연시간 감소의 장점이 있음.

운영체제

하드웨어와 소프트웨어 관리의 일꾼!

역할

1. CPU 스케줄링과 프로세스 관리
2. 메모리 관리
3. 디스크 파일 관리
4. i/o 디바이스 관리

운영체제 구조 (순서)

• 유저 프로그램
• GUI
  : 사용자가 전자장치와 상호 작용할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스의 한 형태. 아이콘을 마우스 클릭하는 단순 동작.
• 시스템콜
  : 운영체제가 커널에 접근하기 위한 인터페이스. 유저 프로그램이 운영체제의 서비스를 받기 위한 커널 함수 호출시 사용.
• 커널
• 드라이버
• 하드웨어

컴퓨터 요소

1. CPU (Central Processing Unit)
   : 산술논리연산장치, 제어장치, 레지스터로 구성돼있는 컴퓨터 장치.
2. DMA
   : I/O 디바이스가 메모리에 직접 접근할 수 있도록 하는 하드웨어 장치.
3. 디바이스 컨트롤러
   : 컴퓨터와 연결돼 있는 io 디바이스들의 작은 cpu.
   . 메모리
   : 전자회로 에서 데이터나 상태, 명령어 등을 기록하는 장치.

출처 : 면접을 위한 cs 전공지식 노트 (주홍철 지음, 출판사 길벗)