[Network] 계층 별 핵심 개념 정리

## 네트워크 구성 ##
1) Network Core
2) Network Edge
3) Link

## 정보 전달 방식 ##
1) Circuit Switching
2) Packet Switching

## TCP 특징 ##
1) 신뢰성
2) 순서 (/w Seq Num)
3) Flow Control : 의미 없는  Segment 보내서 ack로 응답 받음
4) Congestion Control : 공용 네트워크이기 때문에, 조심스럽게 이용
5) Fast Retransmission (1 + 3 DUP = 4)

OSI 7계층	TCP/IP 4계층	데이터 및 장비	핵심 개념
Application	Application	Message (/w WAF, IPS)	- Socket - HTTP, SMTP, SSH, telnet ... etc - s/w, kernel (/w shell), h/w - endpoint 끼리 연결
Presentation
Session
Transport	Transport	Segment (/w f/w, IDS)	- TCP, UDP - RDT (/w Error & Loss) - Pipelined → Go-Back-N, Selective Repeat - TCP 3-way handshaking
Network	Internet	Packet (/w f/w, Router)	- IP (Internet Protocol) - Forwarding, Routing - Longest Prefix Matching - IPv4, IPv6 (/w CIDR) - Class A, B, C - NAT, DHCP
Data Link	Network Access	Frame (/w Switch)	- Broadcast Medium → Collision 발생 - MAC (Medium Access Control) - MAC 中 Random Access (CSMA) - Listen Before Transmit - Random + Backoff {0, 1, ... , 2^m-1} - CSMA/CD (유선, 802.3, 이더넷) - CSMA/CA (무선, 802.11) - Switch (Flooding, Self-Learning) - 목적) 계층화, 확장, collision domain 분리 - Switch는 prefix 동일
Physical		(/w Hub)

 

IPv4 (32 bit) → Class A, B, C (Network ID = Prefix = Subnet ID, Host ID) + /w CIDR
IPv6 (128 bit)
NAT (공인 IP, 사설 IP 변환)
DHCP (IP Rental 후 회수)

## DHCP ##
1) DHCP discover
2) DHCP offer
3) DHCP Request
4) DHCP Ack

 

Routing Algorithms
Intra-AS	Inter-AS
- Link 기반 OSPF - Distance vector 기반 RIP - Customer, Provider, Peer - 기준) 최소 비용 기준	- BGP (Border Gateway Protocols) - 기준) 정책 기준

 

Data Link
CSMA/CD	CSMA/CA
- 802.3 - 이더넷 (유선) - Collision Detection 못 하는 경우, 문제가 커짐 → 의미 없는 padding을 넣어서 "무조건적으로" 감지할 수 있도록 (64 Bytes) - 충돌하면 감지되기 때문에, Ack 필요 없음	- 802.11 - 무선 - BSS 만큼 AP가 Broadcast로 Beacon Frame 전송 - 충돌하는 경우 감지할 수 없기 때문에, Ack 필요 - 그래서 "충돌" 안 나도록 하는 것이 중요 (/w RTS, CTS) - 채널 경쟁, 획득, 적응 + Power Management (/w sleep) - 거리 멀어짐 → 시그널 낮아지고, 에러율은 높아짐 → 에러 섞이면서 CSMA/CA Ack 오지 않음 → Backoff → 성능 낮아짐 → coding rate 조절 (초 당 표현되는 단위)

 

1) Forwarding Table → Longest Prefix Matching 통하여 최종 목적지에 따른 Next-hop 선택

2) ARP Table → IP에서 MAC 찾아주는 프로토콜, TTL 기준으로 만료되면 또 다시 갱신 진행

## 네트워크 확장하는 방법 ##
1) Router 붙이기 (Routing 발생하여, Prefix 달라진다.)
2) Switch 붙이기 (Prefix 동일하기 때문에, 덜 복잡하다.)

## CSMA/CA에서 RTS, CTS ##
1) RTS(A), RTS(B)가 충돌 발생 → 둘 다 Stop & Wait, Random Backoff
2) RTS(A)가 AP에 도달 → AP가 Broadcast로 CTS(A) 보냄
3) Data 전송
4) Ack(A)

cf) 만약에 CTS(A) 돌아가기 전에, Listen 하지 못 하여 RTS(B)가 가서 충돌하는 경우
→ Ack(A)가 오지 않기 때문에, 재전송 (계속적으로 채널 탈취 발생)
→ 여기서 Ack는 TCP Ack와는 완전히 다름 (TCP는 end-to-end)