2024-03-20 AI 코딩 TIL

오늘도 기운차게 강의를 들어 보겠습니다!

OSI 7계층

클라이언트와 서버 🖥️

• 클라이언트 : 네트워크상에서 서버에게 서비스를 요청하는 장비
  • 컴퓨터, 노트북, 핸드폰, 아이패드 등…
• 서버 : 네트워크상에서 서비스를 제공하는 장비
  • 공유기, 도메인 관리기(DNS), IP 할당기(DHCP), 시간관리기(NTP), 게이트웨이 등…

• 서버 종류 및 서비스
  • 공유기 : 네트워크에서 파일이나 프린터를 공유하게 해준다.
  • 도메인 관리기(DNS) : 도메인 주소(naver.com)로 IP주소를 찾게 해준다.
  • IP 할당기(DHCP) : 네트워크에 새로 접속한 장비에 IP주소와 네트워크 설정을 해준다.
  • 시간관리기(NTP) : 네트워크상에 장비들의 시간을 알맞게 맞춰준다.
  • 게이트웨이 : 여러대의 장비가 외부 네트워크에 접속하게 해준다.

 

OSI 7계층

네트워크에 규칙이 없던 시절에 엉망진창이던 것을 규칙을 새로 만들어주자 해서 만들어졌음

OSI 7계층 이전에 TCP/IP 프로토콜 5개 계층이 먼저 되어 먼저 적용이 되고 있었습니다.

💡 OSI 참조 모델 계층 대 계층 통신

계층 이름 설명

7계층	👩‍💻응용 계층(Application)	애플리케이션 서비스 제공
6계층	🗂️표현 계층(Presentation)	문자코드, 압축, 암호화
5계층	⛳️세션 계층(Session)	통신 방식 결정
4계층	🔐전송 계층(Transport)	신뢰성 있는 통신 구현
3계층	🎯네트워크 계층(Network)	다른 네트워크와 통신하기 위한 IP주소 결정
2계층	⛓️데이터링크 계층(Data Link)	물리주소 결정
1계층	📡물리 계층(Physical Layer)	물리적인 연결과 전기 신호 변환

• 계층간 인터페이스
  • 자신의 바로 위 계층에 제공되는 정보와 서비스를 정의
• 계층기본구조
  • 계층1,2,3(네트워크 지원계층)
    • 하나의 장치에서 다른 장치로 전송되는 데이터의 물리적인 면을 처리
  • 계층5,6,7(사용자 지원계층)
    • 관계 없는 소프트웨어 시스템 간 상호 운용성 제공
  • 제공4(전송계층)
    • 네트워크 지원 계층과 사용자 지원 계층을 서로 연결**.** 네트워크 지원 계층이 전송한 것을 사용자 지원 계층이 사용할 수 있는 형태가 되도록 보장 

 

✋ 잠깐, 4계층을 퉁쳐서 1~4의 데이터 플로우 계층과 5~7의 애플리케이션 계층으로 나누기도 한다.

 

 ✋ IP vs MAC

• IP 주소
  • 장치가 네트워크에 등록되는 시점에 할당받는 번호 = 이사가는 시점에 할당받는 집주소
  • 192.168.0.2 = (대한민국).(경기도).(광명시).(철산로54번지)
• MAC 주소
  • 장치가 생산될때 제조사에서 할당해주는 고유번호 = 내가 태어날때 할당받는 주민등록 번호
  • ac:d0:74:78:42:07 = (91:08:07):(10:34:13)

• 내 장비의 IP 주소와 MAC 주소는 네트워크 설정에서 쉽게 알 수 있다

 

• 네트워크에 등록요청하면 네트워크 서버 장비들은 IP 주소를 장비들에게 할당해주고 이것을 MAC 주소와 매핑시켜 준다. 이 매핑정보를 통해 전송경로를 타고간다.
• 네트워크상에서는 IP 주소를 가지고 통신하는것 처럼 보이지만 실제로는 네트워크 장비들끼리 서로 MAC 주소를 알려주면서 연결된다.
  • 도착지 IP주소를 찾을때까지 출발 MAC 주소와 도착지 MAC 주소를 계속 업데이트 시키면서 이동
  • MAC주소는 L2스위치가, IP주소는 L3라우터가 알고있음

• 규칙 종류 = 프로토콜 종류
  • TCP : 오류방지, 데이터 신뢰도가 높은 프로토콜
  • UDP : 데이터 손실이 있더라도 데이터를 지속적으로 전송/비디오

1. 📡 물리 계층
   • 🚦규칙 : Hub, Repeater
   • 🧩단위 : 비트 (Bit)
2. ⛓️ 데이터 링크 계층
   • 🚦규칙 : MAC 주소
   • 🧩단위 : 프레임 (Frame)
3. 🎯 네트워크 계층
   • 🚦규칙 : IP
   • 🧩단위 : 패킷 (Packet)
4. 🔐 전송 계층
   • 🚦규칙 : TCP, UDP
   • 🧩단위 : 세그먼트(Segment)
5. ⛳️ 세션 계층
   • 🚦규칙 : OS
   • 🧩단위 : 데이터(Data)
6. 🗂️ 표현 계층
   • 🚦규칙 : JPG, MPEG
   • 🧩단위 : 데이터(Data)
7. 👩‍💻 응용 계층
   • 🚦규칙 :
     • HTTP = 웹 접근 프로토콜
     • FTP = 파일 전송 프로토콜
     • Telnet = 통신 프로토콜 (단말 접속용)
   • 🧩단위 : 데이터(Data)

계층을 3단계로 나누면

네트워크 지원계층 = 1,2,3 계층

사용자 지원계층 = 5,6,7 계층

전송 계층 = 4 계층이 있습니다.

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HTTP/HTTPS

IP 주소(Internet Protocol Address)

포트

 

DNS 도메인 네임 시스템(DNS, Domain Name System)

패킷

• 특징
  • 데이터는 패킷으로 나뉘어서 보내집니다.
    • 예를 들어, 사진 한 장을 보내도 여러 개의 패킷으로 나누어서 보냅니다. 수신하는 컴퓨터는 나눠서 온 패킷을 재결합해 원본 사진을 완성합니다. 즉, 패킷은 파편화된 데이터 블록입니다.

-패킷 교환(Packet Switching) 방식의 등장
    
 

    
    `미리 이동 경로를 정하지 않고, 데이터를 **패킷 (Packet) 이라는 작은 단위**로 나누어 **전송하는 방식`이다.** 전송될 데이터는 네트워크를 통해 전송되기 전에 **패킷으로 쪼개어지고**, 각 패킷에는 **고유 번호가 지정**되어 있어서 네트워크를 거쳐 최종 **수신지에 도착했을 때에 번호 순서대로 결합되어 원래 데이터로 완성된다**.
    
    회선 통신과는 다르게, 각 `패킷은 **전송 당시 가장 효율적인 경로를 설정**하여 **최종 목적지까지 이동**`하게 된다.

TCP/IP

• IP
  • 패킷들을 가장 효율적인 방법으로 최종 목적지로 전송하기 위해 필요한 프로토콜
  • 패킷 전달 여부를 보장하지 않고, 순서 역시 보장하지 않는다.
• TCP
  • 정의
    • 패킷을 안전하게 전달해주는 전송 프로토콜
    • IP위에서 동작하고 데이터의 전달을 보장하고 순서도 보장한다.
  • 흐름제어
    • 송신측과 수신측의 데이터 처리 속도 차이를 해결하기 위한 기법
  • 혼잡제어
    • 송신측의 데이터 전달과 네트워크의 데이터 처리 속도 차이를 해결하기 위한 기법
  • TCP handshake
    • 3-way handshake
      • 클라리언트와 서버간에 전송 보장
    • 4-way handshake
      1. 서버 - 클라이언트 연결 생성
      2. 클라이언트에서 요청할 DATA 전송
      3. 서버에서 전달 받았다고 ACK 전송
      4. 클라이언트가 연결 종료를 위해 FIN 전송
      5. 서버가 연결 종료하겠다고 ACK, FIN 전송
      6. 클라이언트도 종료했다고 ACK 전송
      7. 서버도 ACK 수신 후 최종적으로 종료

 

 

2. HTTP

Hypertext Transfer Protocol 의 약자

 

📌 **HTTP 요청과 응답**

- **요청 정보**

- **응답 정보**

• 특징
  • 단방향성
    • 서버가 먼저 응답을 보낼 수 없고 클라이언트가 요청을 보내야만 응답할 수 있다. (2버전 이전)
  • 비연결성(connectionless)
    • 클라이언트의 요청으로 서버와 연결된 후, 요청에 대한 응답의 데이터를 전송하면 연결을 종료한다.
  • 따라서, 실시간 통신을 할 수 없다.
• 문제점
  • HTTP는 평문 통신이기 때문에 도청이 가능하다.
  • 통신 상대가 검증된 상대인지 확인하지 않기 때문에 위장이 가능하다.
  • 완전성을 증명할 수 없기 때문에 변조가 가능하다.
• 이러한 문제점을 해결하기 위해 HTTPS가 등장한다. 

HTTPS

Hypertext Transfer Protocol Secure 의 약자

• HTTP 는 전송되는 요청/응답 정보가 기본적으로 암호화 되지않아서 보안정보 도난의 위험이 있음
• 이걸 해결하기 위해 **SSL(보안 소켓 계층)**을 사용
  • SSL은 서버와 브라우저 사이에 안전하게 암호화된 연결을 만들 수 있게 도와주고, 서버와 브라우저가 보안정보를 주고받을때 해당 정보가 도난당하는 것을 막아줌
• TLS: 전송 계층 보안(Transport Layer Security)
  • TLS은 SSL의 향상된, 더욱 안전한 버전입니다.
  • SSL이 더욱 일반적인 용어이기 때문에 DigiCert는 보안 인증서를 여전히 SSL로 언급하지만 DigiCert에서 SSL을 구입하면 가장 신뢰할 수 있는 최신 TLS 인증서를 얻을 수 있습니다.
• 웹사이트가 SSL/TLS 인증서로 보호되는 경우 HTTPS가 URL에 표시됩니다. 사용자는 브라우저 표시줄의 자물쇠 기호를 클릭해 발급 기관 및 웹사이트 소유자의 상호를 포함한 인증서의 세부 정보를 볼 수 있습니다.

📌 SSL?

• Secure Sockets Layer 의 약자
• Netscape 사에서 웹 서버와 웹 브라우저간의 보안을 위해 만든 프로토콜 (규칙)
• 대칭키와 비대칭키 기반으로 사용함

CA = 인증기관

 

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공간 자원과 공간 복잡도

💁‍♂️ 프로그램 복잡도

• 프로그램 계산 복잡도는 다음 두 가지 척도로 표현될 수 있음
  • 시간 복잡도: 얼마나 빠르게 실행되는지
  • 공간 복잡도: 얼마나 많은 저장 공간이 필요한지

좋은 프로그램은 실행 시간도 짧고, 저장 공간도 적게 쓰는 프로그램 (=알고리즘)

• 통상 둘 다를 만족시키기는 어려움
  • 시간과 공간은 반비례적 경향이 있음
  • 최근 대용량 시스템이 보편화되면서, 공간 복잡도보다는 시간 복잡도가 우선
  • 그래서! 알고리즘은 시간 복잡도가 중심
  • 하지만, 공간 복잡도는 기본이기 때문에 기본이 안되서 떨어지는 경우도 많습니다!

• 총 필요 저장 공간
  • 고정 공간 (알고리즘과 무관한 공간): 코드 저장 공간, 단순 변수 및 상수
  • 가변 공간 (알고리즘 실행과 관련있는 공간): 실행 중 동적으로 필요한 공간
  • S(P) = c + Sp(n)
    • c: 고정 공간
    • 𝑆𝑝(𝑛)Sp(n): 가변 공간
• 고정 공간은 상수이므로 공간 복잡도는 가변 공간에 좌우됩니다.

• 각각 독립된 메모리 영역(Code, Data, Stack, Heap)을 할당받습니다.
  • 코드 영역(code area): 프로그래머가 작성한 프로그램이 저장되는 영역
    • 여기에 전역변수가 코드로 저장됩니다.
  • 데이터 영역(data area): 코드가 실행되면서 사용한 환경이나 파일들의 각종 데이터들이 모여있습니다.
  • 스택 영역(stack area): 호출한 함수가 종료되면 되돌아올 메모리의 주소나 지역 변수 등이 저장됩니다.
    • 여기에 메서드 내에서만 사용하는 지역변수가 메서드 실행단위로 저장되고 해제됩니다.
  • 힙 영역(heap area): 동적으로 할당되는 데이터를 위해 존재합니다.
    • 여기에 메서드에 참조형으로 전달할 참조형 변수들이 저장되고 해제됩니다.

시간 자원과 시간 복잡도

 

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