리눅스마스터 2급 자격증 이론 내용 정리 / 05. 인터넷과 리눅스 활용 - 1. 네트워크와 인터넷 서비스

올해안에 리눅스 마스터 2급 따기를 목표로 '세종사이버대학교 컴퓨터공학과·AI공학과' 유튜브 채널의 컴퓨터·AI공학과 리눅스마스터2급 자격증 특강 강의를 듣고 내용을 정리한 것입니다.

 

* 오타나 내용 오류시 댓글 남겨주시면 감사하겠습니다!

** 코드 블록에 명령어는 적혀있으나, 모든 실행 결과를 함께 적지는 않았습니다.

 

05. 인터넷과 리눅스 활용

    1. 네트워크와 인터넷 서비스
    2. 리눅스 기술 동향과 활용

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05. 인터넷과 리눅스 활용

 

1. 네트워크와 인터넷 서비스

▶ 네트워크의 개요 -  LAN, MAN, WAN, SAN

• 네트워크(Network)의 개념: 전송 매체(링크)로 연결되어 데이터를 상호 교환하는 시스템(노드)들의 그룹
  ◦  LAN (Local Area Network): 사무실, 학교 등 지리적으로 한정된 범위의 근거리 통신망 (약 10km 이내의 범위)
     → Ethernet (CSMA/CD),  Token Ring (Token Passing),  FDDI (이중 링, Token Passing)
  ◦  MAN (Metropolitan Area Network): 도시 지역을 잇는 통신, LAN을 연결한 백본라인 (Backbone line)
     → 광섬유, 동축케이블, DQDB (Distributed Queue Dual Bus, Dual Bus, 회선교환/패킷교환)
     → DQDB는 MAN에서 사용하는 QPSX (Queued Packet Synchronous Exchange) 접속제어에 사용
  ◦  WAN (Wide Area Network): 국가, 대륙 등 넓은 지역의 네트워크
     → 거리제한 없음, 다양한 경로 (상대적으로 느린 속도, 높은 에러율), 전용선, 회선교환망, 패킷교환망
  ※ SAN (Storage Area Network): 스토리지 구성을 위한 고속 전용 네트워크, Fiber Channel
     → 파일 I/O 요청을 블록 I/O로 전환 후 SAN 스토리지로 전달
  

▶ 네트워크의 교환 방식

• 회선 교환 네트워크 (Circuit Switching Network): 송수신 단말장치 사이에서 연결 경로를 미리 설정 후 데이터 전송
• 메시지 교환 네트워크 (Message Switching Network): 메시지 헤더에 목적지 주소 표시하여 전송, 사전 경로 설정 없음
  → 교환기가 전송자의 메시지를 받은 후 수신자 확인 및 전달
• 패킷 교환 네트워크 (Packet Switching Network): 메시지를 일정 크기의 패킷으로 분할하여 전송
  → 교환기는 패킷의 목적지 주소를 참고하여 전송 경로 선택, 가상회선과 데이터그램 방식
  

▶ LAN 토폴로지(Topology)

• 호스트 및 장비들의 물리적인 배치형태 (성형, 망형, 버스형, 링형, 트리형 등)

토폴로지	특징	연결형태
성형 (star)	◦  중앙 컴퓨터에 여러 대의 컴퓨터가 허브 또는 스위치와 같은 장비로 연결 ◦  중앙 집중식 형태로 네트워크 확장이 용이 ◦  고속의 대규모 네트워크에 적합 ◦  관리하는 중앙 컴퓨터 고장 시 전체 네트워크 사용이 불가능
망형 (full mesh)	◦  모든 노드가 서로 일대일로 연결된 형태 ◦  대량의 데이터를 송수신할 경우 적합 ◦  장애 발생 시 다른 시스템에 영향이 적고 우회할 수 있는 경로가 존재하여 가장 신뢰성이 높은 방식 ◦  회선 구축 비용이 많이 듦
버스형 (bus)	◦  하나의 통신회선에 여러 컴퓨터를 연결해서 전송 ◦  연결된 컴퓨터 수에 따라 네트워크 성능이 변동 ◦  단말기 추가 및 제거가 용이하며 설치 비용이 저렴 ◦  노드 수 증가 시 트래픽 증가로 병목현상 발생, 네트워크 성능 저하 초래 ◦  문제가 발생한 노드의 위치를 파악하기 어려움
링형 (ring)	◦  각 노드가 좌우의 인접한 노드와 연결되어 원형을 이룬 형태 ◦  앞의 컴퓨터로부터 수신한 내용을 다음 컴퓨터로 재전송하는 방법 ◦  토큰패싱(Token passing)이라는 방법을 통해 데이터 전송 ◦  고속 네트워크로 자주 네트워크 환경이 바뀌지 않는 경우 구성 ◦  분산 제어와 검사 및 회복이 가능 ◦  네트워크 전송상 충돌이 없고 노드 숫자가 증가하더라도 망 성능의 저하가 적음 ◦  논리적인 순환형 토폴로지로 하나의 노드장애가 전체 토폴로지에 영향 ◦  노드의 추가 및 삭제가 용이하지 않음
트리형 (tree)	◦  버스형과 성형 토폴로지의 확장 형태 ◦  백본(backbone)과 같은 공통 배선에 적절한 분기 장치(허브, 스위치)를 사용하여 링크를 덧붙여 나갈 수 있는 구조 ◦  트래픽 양 증가 시 병목 현상의 가능성 증대

 

▶ 네트워크 장비

• LAN 카드: 컴퓨터 내에 설치, 전기신호를 이용한 데이터 송/수신, MAC 주소
• 케이블(Cable): 두개 이상의 전선 혹은 광섬유, TP(Twisted Pair)케이블, 동축케이블, 광섬유케이블 등
  → 100 BASE FX : 속도, 채널,  케이블타입
• 브릿지(Bridge): 수신 프레임을 버퍼에 저장, 목적지 포트로 전달, 필터링, Segment 구성
• 허브(Hub): 노드에 신호 전달, 네트워크 확장, 상호 연결, 신호 증폭
• 스위치(Switch): 맥 주소 테이블을 기반으로 프레임 전송, 스위칭 허브(전용매체교환 기술, 병목 제거, 포트별 속도 보장)
• 리피터(Repeater): 신호 재생, 증폭, 물리거리 확장
• 게이트웨이(Gateway): 서로 다른 네트워크 연결, 서로 다른 데이터 포맷 중계
• 라우터(Router): OSI 모델의 물리/데이터/네트워크 계층, 네트워크간 통신, 목적지까지 경로설정 및 전달

▶ OSI 7 모델과 TCP/IP 모델

OSI 7 모델		기능	TCP/IP 모델
7	응용 계층	사용자에게 다양한 네트워크 서비스를 제공하기 위해 User Interface를 제공, UI로 데이터를 생성	응용 계층
6	표현 계층	부호화(Encoding), 압축(Compression), 암호화(Encryption)
5	세션 계층	종단 간 애플리케이션들의 연결 설정, 유지, 해제
4	전송 계층	종단 간 연결(End-to-End Connection), 응용 계층 사이에 논리적인 통로 제공(Virtual Circuit)	전송 계층
3	네트워크 계층	◦  논리적인 주소를 사용 ◦  경로 관리, 최적 경로 결정	인터넷 층
2	데이터링크 계층	◦  데이터 전송을 위한 형식 결정 ◦  데이터 전송을 위하여 Media에 접근하는 방법 제공 ◦  오류 검출 기능 제공	네트워크 인터페이스 층
1	물리 계층	물리적인 연결, 전기적, 기계적, 기능적, 절차적인 수단 제공

 

▶ 계층별 프로토콜

• 프로토콜(Protocol): 컴퓨터 네트워크에서 데이터 교환 방식을 정의한 규약, 주고 받는 데이터의 형식 및 수행 절차
• 프로토콜의 구성요소
  

  형식(Syntax)	데이터 포맷(형식), 부호화 및 신호 레벨 등
  의미(Semantic)	◦  특정 패턴을 어떻게 해석하고, 어떤 동작을 할 것인가 결정 ◦  전송의 조정 및 오류 처리를 위한 제어 정보 등
  순서(Timing)	속도 일치 및 순서 제어 등

• 응용 계층 프로토콜: SMTP, POP, Telnet, SSH, FTP, HTTP, SNMP, TFTP, DHCP
• 전송 계층 프로토콜: TCP(Transmission Control Protocol), UDP(User Datagram Protocol)
• 인터넷/네트워크 계층 프로토콜: IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP

▶ IP 주소와 도메인

• IP (IPv4) 주소 체계: 4개의 옥텟(octet, 8비트 모임), 32비트 체계, E 클래스(240~255, IP 부족 대비 예약)
  → 네트워크 ID + 호스트 ID, 서브네팅으로 관리
• 서브네팅(subnetting): 네트워크를 여러 개의 네트워크, 브로드캐스트 도메인으로 분할, IP 주소 부족 현상 해소 방안
  → 서브넷 마스크
• 특수 네트워크 주소
  ◦  Network 주소: 호스트 비트가 모두 0
  ◦  Direct Broadcast 주소: 호스트 비트가 모두 1 (255)
  ◦  Limited Broadcast 주소: 255.255.255.255, DHCP 클라이언트가 DHCP 서버를 찾을 때 사용
  ◦  Lookback 주소: 127.0.0.0 ~ 127.255.255.255, 내부 시험 테스트용
  ◦  0.0.0.0 : 자신의 IP를 모를 경우 (부팅 시)
• IPv6 주소의 특징: 128비트, :로 구분된 16진수 8자리
  

  구분	IPv4	IPv6
  IP 주소 비트 수	32비트	128비트
  IP 주소 방식	지정 주소 방식 (일반 주소, 브로드캐스트 주소)	자동 설정 주소 방식 (유니캐스트 주소, 멀티캐스트 주소, 애니캐스트 주소)
  IP 헤더 길이	20bytes (기본 헤더) ~ 60bytes (옵션필드 사용 시)	40bytes (기본헤더)와 확장필드 이용
  기능	IP 헤더를 이용한 기본 기능	확장 필드를 이용한 다양한 기능 - 암호 및 인증 기능 - QoS 관련 기능 - 보안 기능

▶ 인터넷 서비스의 종류

• WWW (World Wide Web): HTTP를 기반으로 한 서비스, 분산 클라이언트-서버 모델
  ◦  HTTP : Request (GET, POST),  Response (응답 코드),  Header + Body (Data)
  ◦  표준 웹 프로토콜: HTTP, XML, SOAP, USDL, UDDI,  상호 운영성
  ◦  다양한 웹 브라우저와 웹 서버
• FTP 서비스: TCP/IP 기반, 파일 복사/전송
  ◦  통신 모드: 액티브 모드, 패시브 모드
  ◦  계정 정책: 사용자 계정, 익명 계정
• DNS 서비스: 호스트(도메인) 이름 ↔ IP 주소,  분산된 트리 구조,  DNS 레코드
  ◦   DNS 레코드: A, AAA, MX, TXT, SOA, PTR, CNAME
  
• Telnet과 SSH 서비스: 원격 로그인, 실행 제어
  ◦   Telnet : Byte 스트림 형식으로 전송
  ◦   SSH : RSA 등 암호화 기법, 압축 기술
• NFS (Network File System): 파일 공유 위한 클라이언트/서버, pormap 데몬을 이용한 RPC 연결 필요
  ◦   NFS 관련 데몬: nfsd,  rpc.mounted,  rpc.rocked,  rpc.rquotad 등
• RPC (Remote Procedure Call) : 서비스와 포트 연결
  ◦   정적 포트 : /etc/services
  ◦   동적 포트 : rpcbind 사용 (※ SUN은 sunrpc)

▶ 네트워크 인터페이스 설정 : 자동, 수동(컴파일 된 모듈 적재), 설정 파일들

• 네트워크 설정 파일
  ◦   /etc/sysconfig/network : 기본 설정 정보
  ◦   /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ethX : 지정된 네트워크 인터페이스의 환경 설정 정보
  ◦   /etc/resolv.conf : 도메인 명, 네임서버
  ◦   /etc/hosts : IP 주소와 도메인 정보 설정 (먼저 참고)
• IP 주소 설정 방법
  ◦   설정 파일 : /etc/sysconfig/network,  /etc/sysconfig/network-scrips/ifcfg-ethX
  ◦   명령어 : ifconfig
  ◦   유틸리티: netconfig,  system-config-network,  redhat-config-network 등
  

▶ 네트워크 관련 명령어

TCP/IP 주소 설정 정보 확인	ifconfig,  nslookup
네트워크 경로 상태 확인	ping, traceroute
네트워크 연결 상태 확인	netstat
라우팅 테이블 확인	route
NIC 상태 확인	ethtool,  mii-tool,  arp