[서버네트워크]

TCP/IP

펭귀니 2024. 9. 9. 10:03

신입 네트워크 엔지니어로서 TCP/IP를 이해하는 것은 매우 중요합니다. TCP/IP는 현대 네트워크 통신의 기반이 되는 프로토콜이며, 이를 제대로 이해하면 네트워크 설계, 운영, 문제 해결에 큰 도움이 됩니다. TCP/IP에 대해 신입 엔지니어가 알아야 할 주요 카테고리들을 아래에 정리해 보겠습니다.

1. TCP/IP 모델의 기본 구조
TCP/IP 모델은 네트워크 통신에서 데이터를 어떻게 전송하고 처리할지 정의한 프로토콜 스택입니다. TCP/IP 모델은 총 4계층으로 이루어져 있으며, 각각의 계층은 특정한 기능을 담당합니다. 각 계층의 역할을 이해하는 것은 네트워크 전송 과정의 흐름을 파악하는 데 중요합니다.
응용 계층 (Application Layer): HTTP, FTP, SMTP 등 응용 프로그램에 필요한 프로토콜이 정의되어 있습니다.
전송 계층 (Transport Layer): TCP와 UDP를 통해 데이터 전송의 신뢰성을 관리하고, 포트 번호를 사용해 데이터를 응용 프로그램에 전달합니다.
인터넷 계층 (Internet Layer): IP 주소를 사용하여 패킷을 목적지로 라우팅하며, 데이터 패킷을 서로 다른 네트워크 사이에서 전달합니다.
네트워크 인터페이스 계층 (Network Interface Layer): 데이터가 실제 네트워크를 통해 전송되도록 하며, 물리적인 장치와의 연결을 관리합니다.
2. IP 주소와 서브넷팅
**IP 주소(IPv4, IPv6)**는 네트워크에서 장치들을 식별하기 위한 고유한 주소입니다. IP 주소를 이해하고, 네트워크 구조에 맞게 주소를 할당하고 관리하는 것은 네트워크 엔지니어로서 필수적인 기술입니다.
IPv4 주소 체계: 32비트 주소(예: 192.168.1.1)
IPv6 주소 체계: 128비트 주소(예: 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334)
서브넷팅(Subnetting): IP 주소를 작은 네트워크로 나누는 방식입니다. 서브넷 마스크와 CIDR 표기법을 사용해 네트워크를 논리적으로 나누고 효율적으로 관리하는 방법을 알아야 합니다.
서브넷 마스크: 네트워크와 호스트 부분을 구분하는 역할(예: 255.255.255.0)
3. TCP와 UDP
**TCP(Transmission Control Protocol)**와 **UDP(User Datagram Protocol)**는 전송 계층의 두 가지 주요 프로토콜입니다. 두 프로토콜의 차이점과 사용 사례를 아는 것이 중요합니다.
TCP: 연결 지향적 프로토콜로, 데이터 전송의 신뢰성을 보장합니다. 패킷 손실, 순서 오류가 발생할 경우 재전송을 통해 보정하며, 웹 트래픽, 이메일, 파일 전송 등에 사용됩니다.
UDP: 비연결 지향적 프로토콜로, 빠른 데이터 전송이 중요할 때 사용됩니다. 신뢰성은 없지만 지연이 적기 때문에 스트리밍, 실시간 게임 등에 적합합니다.
TCP 3-Way Handshake: TCP 연결 설정을 위한 절차로, 연결을 설정하는 과정을 이해하는 것이 중요합니다.
4. 라우팅과 라우터
라우팅은 패킷을 목적지까지 전송하는 경로를 결정하는 과정입니다. 라우터는 네트워크 장치 간에 패킷을 전달하는 역할을 하며, 라우팅 프로토콜을 이해하는 것이 매우 중요합니다.
정적 라우팅: 수동으로 설정한 경로를 따르는 라우팅 방식입니다.
동적 라우팅: 라우터가 라우팅 프로토콜을 사용해 네트워크 경로를 자동으로 설정하는 방식입니다. 주요 라우팅 프로토콜로는 RIP(Routing Information Protocol), OSPF(Open Shortest Path First), **BGP(Border Gateway Protocol)**가 있습니다.
내부 라우팅 프로토콜과 외부 라우팅 프로토콜: 내부 프로토콜(OSPF, RIP)과 외부 프로토콜(BGP)의 차이를 이해해야 합니다.
5. DNS(Domain Name System)
DNS는 도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 시스템입니다. 사용자가 웹사이트 주소를 입력하면, DNS는 해당 도메인의 IP 주소를 찾아 브라우저가 해당 서버에 접속할 수 있도록 합니다. 신입 엔지니어는 DNS의 작동 방식을 이해해야 하며, 캐싱, 레코드 유형(A, CNAME, MX 등)에 대해서도 알아야 합니다.
6. DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)
DHCP는 네트워크 장치에 IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이 등의 네트워크 설정을 자동으로 할당하는 프로토콜입니다. 신입 엔지니어는 DHCP 서버가 어떻게 IP 주소를 자동 할당하고 관리하는지, IP 충돌을 방지하기 위한 임대(lease) 기간 등을 이해해야 합니다.
7. NAT(Network Address Translation)
NAT는 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하여 내부 네트워크 장치들이 인터넷에 접근할 수 있도록 해주는 기술입니다. NAT는 특히 IPv4 주소의 부족 문제를 해결하기 위한 핵심 기술입니다. 포트 포워딩, **PAT(포트 주소 변환)**과 같은 NAT의 확장 개념도 중요합니다.
8. 방화벽과 보안
**방화벽(Firewall)**은 네트워크의 트래픽을 필터링하여 허가된 트래픽만 통과시키는 보안 장치입니다. TCP/IP 통신에서 보안은 중요한 요소이므로, 방화벽을 사용해 네트워크를 보호하고 **ACL(Access Control List)**을 설정하는 방법을 알아야 합니다.
패킷 필터링 방화벽: 패킷의 헤더 정보를 분석해 트래픽을 허용 또는 차단합니다.
상태기반 방화벽: 연결 상태를 추적하며, 연결된 트래픽만 통과시키는 방식입니다.
9. VPN(Virtual Private Network)
VPN은 공용 네트워크를 통해 사설 네트워크와 같은 환경을 제공하는 기술입니다. VPN은 암호화된 터널을 통해 데이터의 보안을 보장하며, 원격지에서 네트워크에 안전하게 접속할 수 있도록 도와줍니다.
IPSec: VPN의 암호화 프로토콜로, 네트워크 계층에서 데이터 전송을 보호합니다.
SSL VPN: 웹 브라우저를 통해 간단하게 접속할 수 있는 VPN 방식입니다.
10. 네트워크 도구
신입 엔지니어는 TCP/IP 네트워크 문제를 진단하고 해결하는 데 유용한 네트워크 도구들을 사용할 수 있어야 합니다.
Ping: 네트워크 연결 상태를 확인하는 도구.
Traceroute/Tracert: 네트워크 패킷이 경유하는 경로를 추적하는 도구.
Netstat: 네트워크 연결과 포트를 확인하는 도구.
Wireshark: 패킷 캡처 도구로, 네트워크 트래픽을 분석하는 데 사용.
결론적으로
TCP/IP에 대한 기본 개념과 관련 프로토콜, 네트워크 보안, 라우팅과 같은 카테고리는 신입 네트워크 엔지니어에게 필수적입니다. 이러한 기술을 숙지하면 네트워크를 설계하고 문제를 해결하는 데 큰 도움이 될 것입니다.